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Antriebsvorrichtung für die Nadel einer Nähmaschine.
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Die Erfindung bezieht sich auf eine Ubertragungsvorrichtung in einer
Antriebsvorrichtung für die Nadel einer Nähmaschine und betrifft insbesondere ein
Gelenk oder Getriebe, das von einem Nadelführungsstab geführt wird und die Verbindung
mit einem Schwenkarm einer Antriebsvorrichtung herstellt, um eine genau geradlinige
Bewegung mit Hilfe einer horizontalen in dem Nadelhalter geführten Welle hervorzurufen.
Es handelt sich also um eine Ubertragungsvorrichtung, bei der die horizontale Welle
in eine Öffnung des Nadelhalters hineinpasst, wobei die horizontale Welle mit einer
vertikalen Öffnung ver -sehen ist, deren Durchmesser so groß ist, daß ein Gleiten
des Führungsstabes auf der Innenfläche der Bohrung ver -mieten wird, so daß die
Gleitfläche des Nadelhalters mit Bezug auf den Nadelführungsstab stets gleichbleibt.
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Die Übertragungsvorrichtungen von Nadel-Antriebsvorrichtungen werden
in zwei Arten eingeteilt, nämlich in Vorrichtungen, bei denen eine nahezu lineare
Bewegung dadurch hervorgerufen wird, daß ein Bauteil, der den Nadel -halter und
den Schwenkarm miteinander verbindet, entlang einer schwach gebogenen Linie geführt
wird, die fast geradlinig ist und in solche Vorrichtungen, bei denen eine exakt
lineare Bewegung hervorgerufen wird, so daß der Nadelhalter genau geradlinig bewegt
wird.
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Eine Vorriçhtung, mit der eine nahezu geradlinige Bewegung erzielt
wird, beruht auf Berechnungen der Ubertragungsverhältnisse und die Fehler bezüglich
der linearen Bewegung bei einer Anordnung , bei der der Nadelhalter und der Schwenkarm
direkt miteinander verbunden sind, sind proportional der Genauigkeit der die Verbindungsglieder
bildenden Teile. Die Genauigkeit der Teile muß daher streng eingehalten werden ,
und die Herstellungskosten werden dadurch erhöht. Andererseits gibt es unteren Vorrichtungen
zur Erzeugung einer exakt linearen Bewegung solche, bei denen der Nadelhalter ,
der auf dem Nadelfllhrungsstab geführt ist, mit dem vorderen Ende eines Gleitstiftes
verbunden ist, der gleitend in dem Schwenkarm geführt ist, so daß der Nadelführungsstab
auf der Verlängerung der Achse des Gleitstiftes liegt ( siehe z.B. 3apanische Patentschrift
Nr.
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5422/1971).
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Aus dieser Veröffentlichung geht hervor, daß die Teile, durch die
der Nadelführungsstab , der Gleitstift und der Nadelhalter miteinander verbunden
sind und die Achse des Schwenkarmes auf der gleichen geraden Linie liegen, wobei
die genannten Verbindungselemente sich zwischen dem Nadelführrngsstab und dem Schwenkarm
befinden, Wenn daher der Nadelhalter nach oben bewegt wird, wird ein Biegemoment
auf die Achse des Nadelführungsstabes ausgeübt und der Reibungswiderstand beim Gleiten
des Nadelhalters auf dem FUhrungsstab wird erhöht. Es besteht daher die Gefahr,
daß ein Festfressen auftritt, da bei einer hohen Arbeitsge -schwindigkeit der Nähmaschine
Hitze erzeugt wird. Die Erhöhung des Reibungswiderstandes ruft eine Abnutzung der
Teile hervor und die Lebensdauer der Maschine wird hierdurch gesenkt. Außerdem treten
Fehler bezüglich der Stellung ein, in der die Vertikalbewegung der Nadel beginnt
und endet, so daß bei Hohlsaumnähmaschinen der Schnittpunkt der Nadel und des Schlaufenfadenführers
sich nicht in der richtigen
Lage befindet. Zu den Vorrichtungen
zur Erzeugung einer exakt linearen Bewegung gehört eine weitere Vorrichtung, die
einen Nadelhalter aufweist, der eine in Längsrichtung verlaufende , eine quer verlaufende
und eine vertikale Bohrung aufweist, wobei eine horizontale Welle longitudinale
und vertikale Bohrungen enthält und in die Queröffnung des Nadelhalters eingepasst
ist. Ein Schwenkhebel hat an seinem vorderen Ende eine vertikale Öffnung und ist
in die longitudinale Öffnung der horizontalen Öffnung eingepasst. Der Nadelführungsstab
geht durch die vertikalen Öffnungen in dem Nadelhalter, in der horizontalen Welle
und dem Schwenkhebel hindurch, um den Nadelhalter durch die Schwenkbewegung des
Schwenkhebels vertikal zu bewegen ( siehe japanische Patentschrift 5946/1974 ).
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Diese Vorrichtung ist jedoch recht kompliziert und kann nicht mit
niedrigen Kosten hergestellt werden. Der Schwenkhebel muß sehr dick ausgeführt sein,
damit er geneigend Festigkeit aufweist, da er eine vertikale Durch -gangsöffnung
hat, durch die der Nadelführungsstab hindurchgeht. Die horizontale Welle befindet
sich außerhalb des Schwenkhebels , und der Nadelhalter ist außerhalb der Horizontalwelle
angeordnet. Daraus ergibt sich, daß der Gesamtmechanismus verhältnismäßig große
Abmessungen hat und daher ein erhöhtes Gewicht und ein erhöhtes Trägheitsmonent
aufweist. Er eignet sich daher nicht für einen schnellen Betrieb der Nähmaschine.
Zu den Vorrichtungen zur Erzeugung einer genau linearen Bewegung gehört eine weitere
, bei der ein Nadelhalter auf seiner linken und rechten Seite mit Ansätzen versehen
ist und ein Schwenkhebel in seinem vorderen Ende eine längliche Öffnung aufweist,
mit denen die Vorsprünge des Nadelhalters in Form eines Stiftgelenkes verbunden
sind (siehe japanische Patent -schrift Nr. 5946/1974). Bei dieser Vorrichtung ist
die Oberfläche des Nadelhalters , die in Berührung mit der Oberfläche des Nadelführungsstabes
steht, nicht hinreichend
groß. Da der Nadelhalter den Fuhrungsstab
der Nadel gleitend berührt, nutzen sich die Berührungsstellen stark ab und die Vorrichtung
hat eine schlechte Lebensdauer.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Antriebsvorrichtung
zu schaffen, die eine hohe Betriebsgeschwindigkeit der Nähmaschinen ermöglicht,
indem der Nadelhalter und die benachbarten Bauelemente ein möglichst kleines Gewicht
und kleines Trägheitsmoment aufweisen. Dabei sollen die BerührungsSlächen des Nadelführungsstabes
und des Nadelhalters gleichbleibend sein, um den Widerstand gegenüber Abnutzung
zu verbessern und Abweichungen in der Lage der vertikal bewegten Nadel zu vermeiden.
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Die Erfindung bildet eine Verbesserung der Antriebsvorrichtung einer
Wähmaschine und enthält eine Vorrichtung, mit der eine genau geradlinige Bewegung
erzielbar ist. Die Erfindung geht von einer Antriebsvorrichtung für die Nadel einer
Nähmaschine aus, die mit einem vertikalen, im Maschinenrahmen verankerten FUhrungsstab
versehen ist, der einen Nadelhalter eine nach unten gerichtete Nadel mittels einer
in dem Halter für vorgesehenen vertikalen Bohrung auf dem FUhrurgsstab gleitend
führt , wobei ein von der Hauptwelle angetriebener Schwenk -hebel mit seinem vorderen
Ende mit dem Nadelhalter verbunden ist und schwenkbar auf einer Welle gelagert ist,
die durch die Drehung der Hauptantriebswelle hin und her geschwenkt wird. Die Antriebsvorrichtung
für die Nadel enthält gemäß der Erfindung einen äußeren Rahmen , der mit dem Körper
des Nadelhalters aus einem Stück besteht und eine horizontale, im Querschnitt kreisförmige
Durchgangsöffnung aufweist; ferner ist eine horizontale Welle in die Öffnung des
Nadelhalters eingepasst, so daß sie in der Umfangsrichtung der Öffnung drehbar ist
und ist mit einer vertikalen Bohrung versehen, deren Durchmesser so groß ist, daß
ein Gleiten des
Führungsstabes auf ihrer Innenfläche vermieden wird.
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Außerdem ist eine horizontale Bohrung an einem Ende der horizontalen
Welle vorgesehen, die einen rechten Winkel mit der Bohrung im äußeren Rahmen des
Nadelhalters bildet.
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Das vordere Ende des Schwenkarmes ist gleitend und axial in die horizontale
Bohrung der horizontalen Welle eingepassta Die Antriebsvorrichtung dieser Bauart
hat folgende Vorteile. Die Bauteile, die den Nadelhalter bilden, haben einen einfachen
Aufbau und können sehr klein ausgeführt werden. Die horizontale Welle und der Schwenkhebel
sind miteinander lediglich durch eine Gleitverbindung verbunden, indem das vordere
Ende des Schwenkhebels in die horizontale Bohrung der horizontalen Welle eingepasst
ist, so daß der Schwenkhebel sehr dünn ausgeführt werden kann. Hierdurch wird das
Gewicht des Nadelhalters und der benachbarten Bauteile vermindert. Außerdem wird
das Trägheitsmoment des Nadelhalters weitgehend reduziert und man erhält einen Ubertragungsmechanismus,
der sich für eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit der Nähmaschine eignet. Infolge der
beschriebenen Ausführung wird das bei dem Schwenken des Schwenkarmes ausgeübte Biegemoment
nicht auf einen Punkt konzentriert.
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Die Ubertragung der Bewegung wird vollständig durch die Berührungsflächen
der Teile bewirkt und der Reibungswiderstand ist daher nicht auf einen Punkt konzentriert.
Die Bauteile werden daher nicht an einzelnen Stellen beschädigt und abgenutzt und
die Lage der Nadel bei ihrer Vertikal -bewegung gerät nicht ausser Kontrolle. Durch
die Erfindung wird eine dauerhafte und kräftige Ausführungsform herge -stellt. Die
Bauteile sind klein an Zahl und können leicht hergestellt und zusammengesetzt werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels hervor, das in den Zeichdungen dargestellt
ist.
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Fig. 1 zeigt eine Vorderansicht der Antriebsvorrichtung teilweise
im Schnitt; Fig. 2 ist eine Schnittdarstellung nach der Linie 2-2 der Fig.l; und
Fig. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 der Fig.l.
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Das bevorzugte AusfUhrungsbeispiel der Erfindung stellt eine Antriebsvorrichtung
für die Nadel einer åhmaschine dar, die genau geradlinig bewegt werden soll und
die folgende Bauteile enthält: Einen Maschinenrahmen 1 einen Führungsstab 2 , der
vertikal aus dem Maschinenrahmen 1 herausragt, einen Nadelhalter 4, der im Gleitsitz
auf dem FUhrungsstab 2 geführt ist und eine Nadel 3 trägt, einen Schwenkhebel 7,
der gelenkig mit einer Welle 5 verbunden ist und durch die Drehung einer Hauptantriebswelle
6 um die Welle 5 in Schwenkbewegung versetzt wsden kann , wobei ein Ende des Schwenkhebels
7 mit dem Nadelhalter 4 verbunden ist, um ihn geradlinig nach oben und unten zu
bewegen.
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Die als Ausführungsbeispiel beschriebene Vorrichtung enthält ferner
einen Hauptkörper 9 des Nadelhalters, an dem die nach unten gerichtete Nadel 3 befestigt
ist und der eine vertikale Bohrung 8 aufweist, in die der FUhrungsstab 2 gleitend
hineinpasst. Ein äußerer Rahmen 11 besteht mit dem Hauptkörper 9 aus einem Stück
und weist eine horizontale und im Querschnitt kreisförmige Bohrung 10 auf. Eine
horizontale Welle 14 ist in die Bohrung 10 des äußeren Rahmens 11 eingepasst, so
daß sie in der Umfangsrichtung der horizontalen Bohrung 10 drehbar ist und weist
eine Öffnung 12 auf, deren Durchmesser so groß ist, daß eine BerUhrung des FUhrungsstabes
2 während der Vertikalbewegung desselben an der Innenfläche vermieden wird. Außerdem
ist eine Bohrung 13 vorgesehen,
die rechtwinklig zu der Horizontalbohrung
10 liegt.
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Der Schwenkhebel 7 hat einen Endabschnitt 15, der in die Bohrung 13
der horizontalen Welle 14 hineinpasst, so daß der Hebel 7 sich in Achsrichtung verschiebbar
bewegen kann.
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Der Maschinenrahmen 1 bildet einen Teil der Näh -maschine und ist
mit einem zylindrischen, nach unten gerichteten Fuhrwigsstab 2 versehen, der aus
der Unterfläche des Rahmens herausragt. Auf dem Führungsstab 2 ist der Nadelhalter
4 im Gleitsitz befestigt und hat eine ausreichende Gleitoberfläche. Der Nadelhalter
4 trägt im vorderen Teil des Körpers 9 eine nach unten gerichtete Nadel 3, die mit
einer Madenschraube 3' befestigt ist, so daß der Führungsstab 2 durch die vertikale
Bohrung 8 hindurchgehen kann, die im wesentlichen im mittleren Teil des Nadelhalterkörpers
9 vorgesehen ist, so daß der Nadelhalter 4 auf dem Führungsstab 2 in Achsrichtung
gleitend bewegt werden kann. In dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist die Nadel
3 an dem Nadelhalter 4 auf der linken Seite des Führungsstabes in Fig. 1 vorgesehen,
jedoch ist die Lage der Nadel 3 , die an dem Halter 4 befestigt ist, nicht auf die
in Fig. 1 dargestellte Ausführung beschränkt. Die Nadel 3 kann auch an einem solchen
Teil des Nadelhalters 4 befestigt sein, daß sie sich vor oder hinter dem Führungsstab
der Fig. 1 befindet. An dem Körper 9 des Nadelhalters ist der äußere Rahmen 11 vorgesehen,
der eine im Querschnitt kreisförmige horizontale Bohrung 10 aufweist und der an
seinem oberen Ende ein Loch 11' oder einen Ansatz an der vertikalen Bohrung 8 enthält,
durch den der Führungsstab 2 hindurchgeht. In die horizontale Bohrung 10 ist die
horizontale Welle 14 eingepasst, so daß sie in der Umfangsrichtung sich gleitend
an der Innenfläche bewegen kann. Die horizontale Welle 14 ist mit einer vertikalen
Bohrung 12 von kreisförmigem Querschnitt versehen, deren Durchmesser größer ist,
als derjenige des Führungsstabes 2 . Der Durchmesser der Bohrung 12 ist je -doch
nur
so groß, daß eine Berührung zwischen dem Führungsstab und der horizontalen Welle
14 vermieden wird, selbst wenn die horizontale Welle 14 in der Umfangsrichtung der
horizontalen Bohrung 10 durch die Hin- und Herbewegung des Schwenkhebels 7 bewegt
wird. Die horizontale Welle 14 ist an der einen Seite der Bohrung 12 mit einer horizontalen
Bohrung 13 versehen, die rechtwinklig zu der horizontalen Bohrung 10 liegt. In der
Bohrung 13 ist das vordere Ende 15 des Schwenkhebels 7 gleitend eingepasst, wobei
der Schwenkhebel um die Welle 5 durch die Drehung der Hauptantriebswelle 6 hin und
her geschwenkt wird. Der Schwenkhebel 7 ist an der Welle 5 mit Hilfe einer Klemmschraube
16 befestigt und die Welle 5 ist mit einer Kurbel 17 der Hauptantriebswelle 6 über
einen Stab 18 , ein Kugelgelenk 19 und einen Hebel 20 verbunden. Auf der horizontalen
Welle 14 ist ein Ring 21 vorgesehen, der mit Hilfe einer Schraube 22 befestigt ist,
und der sich in Berührung mit der Endfläche des äußeren Rahmens 11 befindet, um
die horizontale Welle 14 in die horizontale Bohrung 10 des äußeren Rahmens 11 einzupassen.
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Wenn die Antriebswelle 6 gedreht wird, um den Schwenkhebel 7 in vertikaler
Richtung zu schwenken, wird der Nadelhalter 4 vertikal unter Führung durch den Führungsstab
2 bewegt. Da der Schwenkhebel 7 um die Welle 5 geschwenkt wird, wird sein Endteil
15 in Vertikalrichtung bewegt, so daß er einen Bogen beschreibt. Der Nadelhalter
4 wird jedoch gleitend auf und ab bewegt, weil das vordere Ende 15 in der Bohrung
13 in Richtung der Achse gleitet. Gleichzeitig wird die horizontale Welle 14 in
der horizontalen Bohrung 10 des Nadelhalters 4 in Umfangsrichtung gedreht und die
Drehwinkel des Schwenkhebels 7 werden durch die Drehwinkel der horizontalen Welle
14 ausgeglichen. Auf diese Weise wird der Nadelhalter 4 zusammen mit der Nadel 3
geradlinig auf und ab bewegt.
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Da die Ausführung der Bauteile, die den Nadelhalter der vorliegenden
Vorrichtung bilden, nicht kompliziert sind, können sie auch leicht miniaturisiert
werden. Die Verbindung der horizontalen Welle mit dem Schwenkhebel wird lediglich
durch eine Gleitverbindung zwischen dem Ende des letzteren in der Bohrung der horizontalen
Welle gebildet, so daß der Schwenkhebel relativ dünn ausgeführt werden kann.
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Hierdurch wird das Gewicht des Nadelhalters und der benachbarten Bauteile
vermindert. Auch das Drehmoment des Nadelhalters kann stark reduziert werden. Man
erhält also eine Antriebsvorrichtung , die sich für einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb
eignet. Das Biegemoment, welch durch die Schwenkung des Schwenkarmes entsteht, ist
nicht auf einen Punkt konzentriert. Die Oberfläche der die Bewegung übertragenden
Bauteile steht in Berührung mit den Teilen, auf die die Bewegung übertragen werden
soll und der Reibungswiderstand ist nicht auf einen Punkt beschränkt . Es besteht
daher keine Gefahr, daß die Vorrichtung örtlich abgenutzt oder beschädigt wird und
die Lage der vertikal bewegten Nadel wird nicht beeinträchtigt. Aufgrund der Erfindung
läßt sich eine dauerhafte und widerstandsfähige Antriebsvorrichtung bauen. Da sie
nur eine kleine Anzahl von Bauteilen enthält,und diese einen einfachen Aufbau haben,
kann sie leicht mit niedrigen Kosten hergestellt und zusammengesetzt werden.