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Getriebe für den Nähgutvorschub in einer Nähmaschine
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Die Erfindung betrifft ein Getriebe für den Nähgutvorschub in einer
Nähmaschine, insbesondere Vielnadelsteppmaschine, bestehend aus einer angetriebenen
Welle mit einer Schnecke, die in ein auf einer Abtriebswelle befestigtes Schneckenrad
eingreift.
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Derartige Getriebe werden für das selbsttätige Verschieben des Nähgutes
nach jedem Stich um einen vorgegebenen Betrag benögigt, Da der Nähgutvorschub nur
in einem Zeitbereich erfolgen kann, in den sich die Nadel außerhalb des Nähgutes
vbefinet, mu die Vorschubeinrichtung für der tutvo r chub eine schrittweise Bewegung
ausführen. Diese schrittweise Bewegung Wird von einem Getreiebe der eingengs beschriebenen
Gattung erzeugt.
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Bei einem bekannten Getriebe der beschriebenen Gattung ist die Schnecke
fest mit der zugeordneten Welle verbunden und weist das Gewinde der Schnecke eine
veränderliche Steigung auf. Über einem bestimmten Umfangsabsohnltt ist die Steigung
O. Während sich dieser, im allgemeinen größere Umfangsabschnitt in Eingriff mit
dem Schneckenrad befindet, befindet sich gleichzeitig auch die Nadel innerhalb des
gutes.
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Auf dem restlichen Abschnitt des Umfangs ist die Steigung der Schnecke
positiv, so daß bei Eingriff dieses Umfangsabschnittes in das Schneckenrad eine
Drehung des Schneckenrades uind damit ein Transport des Nahgutes erfolgt, solange
die Nadel sich außer halb des Nähgutes befindet.
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Das ist nicht nur konstruktiv aufwendig, sondern auch funktionell
unbefricdigend. Die Herstellung einer Schnecke mit veränderlicher Steigung bereitet
nämlich erhcbliche Schwierigkeiten. Daneber nuß such das Schneckenrad so ausgebildet
sein, daß ein Eingriff der Schnecke in das Schneckenrad bei jener Steigung möglich
ist. Das läBt sich im allgemeinen aber nur dadurch erreichen, daß wenigstens für
einen ereigungsabschnitt unbefriedigende Eingriffsverhä'ltnisse in Kauf genommen
werden. Die Folge sind größere l'oleranzen oder ein Spiel zwischen Schnecke und
Schneckenrad, mit dem Ergebnis, daß auch am Getriebsausgang ein Spiel nicht zu vermeiden
ist. Da. berhinaus werden durch die wechselnden Eingriffsverhä.ltnlsse zwischen
Schnecke und Schneckenrad die Zahnflanken von Schnecke bzw. Schneckenrad in unerwünschter
Weise stoßartig beansprucht, so daß das Spiel vergrößert wird und ein vorzeitiger
Verschleiß eintritt. Aus diesen Gründen ist auch die Nähgeschwindigkeit begrenzt.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein Getriebe der eingangs beschriebenen
Gattung konstruktiv und funktionell zu verbessern und insbesondere ein toleranzbedingtes
Spiel am Getriebsausgang zu reduzieren oder zu beseiten.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schnecke eIne kontente
eignung besitzt und zusammen mt eine d@ehfest
mit der Schnecke gekoppelten
Kurvenscheibe axial verschieblich geiagert ist, wobei die Kurvenscheibe mit einem
Abschnitt ihres Umfangsrandes in eine ortsfeste Führung einfaßrt und Umfengsrand
über einen Teil des Umfangs eine der Schseckenstelgarg entsprckended negetive Steigung
sowie auf deer restlichen tell des sUmfangs eine pesitite Steigung sutweis-Die Schnecke
und das Schneckanrad des erfindungsgemäßen Getriebes können, weil sie konstante
Steigung aufweisen, mit herkömmlichen Hitteln für optimale Eingriffsverhältnisse
präzise gefertigt werden. Die Fertigung der Kurvenscheibe bereitet ebenfalls keine
wesentlicheb Schwierigkeiten, weil es ic dabei um eine einzige Scheibe mit in sich
geschlossener Steigung hanßelt, die ohne Rücksicht auf benachbarte Steigungrsgänge
gefertigt werden kann. Die Führung für den Umfangsrand der Kurvenschelbe ist ohnehin
problemos, insbesondere dann, wenn sie von einem gehäusefesten Rollenpaar gebildet
ist.
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Sunktionell arbeitet das erfindungsgemäße Getriebe se, daß die Axisibewgung
aer Schnecke von der Kurvenscheibe gesteuert wird, Solange der Teil mit negativer
Steigung sich in der Fuerung befindet, wird die von der Schnecke am Schneckenrad
erzeugte Drchbeweguing durch Axialverschietung der Schnecke Rempensiert. Felglich
dreht sich das Schneckenrad nicht und es findet kein Vorschub des Nähgutes statt.
Wenn der Teil mit positiver Steigung in die Führung gelangt, wird die Schnecke axial
in Gegenrichtung verschoben und dreht dabei das Schneckenrad um einen bestimmten
Winkel Diese von der Kurvenscheibe erzeugte Winkeldrehung wird d@rch eine weitere
Winkeldrehung vergrößert, sich
daraus ergibt sich, daß die laufende
Schnecke nach wie vor im Eingriff mit dem ochneckenrad ist. Die gesamte Winkeldrehung
des Schneckenrades Wird über den Getriebeausgang auf eie nachgeschaltete Vorschubeinrichtung
übertragen, die den eigentldichen Vorschub des Nähgutes bewirkt.
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Größere Toleranzen oder ein Spiel am Getriebeausgang treten hei dem
er£indungsge-äßen Getriebe nicht mciir auf, weil die Eingriffscverhältnisse zwischen
Schnecke und Sch@eckenrad ebenso wie zwischen der Führung und dem Umfangsrand der
Kurvenscheibe optimiert werden können.
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Es empfiehlt sich, an der Kurvenscheibe stetige Übergangsbereiche
zwischen positiver und negativer Steigung vorzusehen, um stoßartige Belastungen
weitgehend zu vermeiden.
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Vorzugsweise sollte die negative Steigung sich über einen Winkelbereich
von ca. 2700 erstrecken, denn dieser Winkelbereich entspricht im wesentlichen demjenigen
Zeitabschnitt, in dem sich die Nährnadel außerhalb des Nhgutes befindet.
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Grundsätzlich ist es möglich, die Schnecke und die Kurvenscheibe zusammen
mit ihrer Welle axial verschieblich anzuordnen. Eine bevorzugte Ausführungsform
ist jedoch dadurch gekennzeichnet, daß die Schnecke ur die Kurvenscheibe axial verschieblich
und drehfest auf der Welle gelagert sind. Diese Anordnung verringert die Massenkräfte
und bietet außerdem die Möglfchkeit, alle beweglichen Teile des Getriebes in einem
Getriebe gehäuse unterzubringen.
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Ferner kann es zweckmäßig sein, wenn die Kurvenscheibe und/oder die
Schnecke in axialer Richtung federnd an der Welle abgestützt sind. Damit wird erreicht,
dai3 die Kurvenscheibe stets einseitig gegen ihre zugeordnete Führung gedrückt oder
gezogen wird, so daß ggf. vorhandene Fertigungsungjenauigkeiten oder ein sich während
des Betriebes ergebendes Spiel sich nicht auf den Getriebeausgang auswirken können.
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Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet,
daß an der Schnecke oder an der Kurvenscheibe ein Radialflansch befestigt ist, dem
ein auf der Welle befestigter Radialflansch zugeordnet ist, und das beide Radialflanschen
drehfest und axial verschieblich mit Zapfen gekoppelt sind, die in einem der Radialflanschcn
gehalten und in dem anderen axial verschieblich geführt sind. Zwischen beiden Radialflanschen
kann wenigstens eine Feder angeordnet sein.
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Im Folgenden wird ein in der Zeichnung dargestelltes Auslührungsbeispiel
der Erfindung erläutert; die einzige Figur zeigt einen im wesentlichen in einer
Gehäuseteilungsebene geführten Schnitt durch ein Getriebe für den Nähgutvorschtab
in einer Nähmaschine.
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Das Getriebe weist ein nur teilweise dargestelltes Gehause 1 auf,
in dem eine von einer Hauptantriebswelle einer Nähmascnine angetriebene Bingangswelle
2 beidseits in Kugellagern 3, 4 abgedichtet gelagert ist.
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Auf der Eingangswelle 2 ist eine Schnecke 5 angeordnet, die, wie später
noch erläutert wird, axial verschieblich auf der Eingangswelle gelagert und drehfest
mit dieser
verbunden ist. Die Schnecke 5 steht in Eingriff mit einem
Schneckenrad 6, das auf einer den Getriebeausgang bildenden Abtriebswelle 7 befestigt
ist.
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Die Schnecke 5 trägt an ihrem einen Ende einen radialen Anschlußflansch
8, an den mit Schrauben 9 und Passstiften 10 eine Kurvenscheibe 11 befestigt ist.
Die Kurvenscreibe 11 weist einen sich im wesentlichen in Umfangsrichtung erstreckenden
radialen Steg auf, der jeweils mit einem Abschnitt in eine Führung eingreift, die
aus zwei innenseitig am Gehäuse befestigten und frei drehbaren Rollen 12,13 besteht.
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Der Steg der Kurvenscheibe 11 besitzt auf einem Teil 14 des Umfangs
eine Steigung, die dem Betrage nach der Steigung der Schnecke 5 entspricht, im übrigen
jedoch das negative Vorzeichen besitzt,so daß bei positiver Steigung der Schnecke
5 dieser Teil 14 eine negative Steigung besitzt. Der übrige Teil 15 des Steges weist
eine positive Steigung auf, die über stetige Ubergangsbereiche in die negative Steigung
des Teils 14 übergeht.
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Im einzelnen erstreckt sich die negative Steigung über einen Umfangsbereich
von etwa 2700 und dementsprechend die positive Steigung über einen Umfangsbereich
von ca. 900.
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Auf der anderen Seite weist die Schnecke 5 ebenfalls einen radialen
Anschlußflansch 16 auf, an dem mit Schrauben 17 ein Radialflansch 18 befestigt ist,
dem ein auf der Eingangswelle 2 befestigter Radialflansch 19 gegenüberliegt. Der
wellenfeste Radialflansch 19 trägt stirnseitig vorstehende, über den Umfang verteilte
Zapfen 20, die in zugeordnete Öffnungen 21 des anderen Radialflansches 18 eingreifen
und in diesen axial
verschieblich geführt sind. Beim dargestellten
Ausführungungsbeispiel sind die Öffnungen 21 ausgebuchst.
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Ferner weisen die Radialflansche 18,19 auf ihren einander zugewandten
Stirnseiten Sack-bohrungen 22 bLw. 23 auf, in denen die Enden von darin abge stützten
Schraubenfedern 24 gehalten sind. Die Schnecke 5 ist beidseits jeweils zusammen
mit der Kurvenschebe 11 bzw. dem Radialflansch 18 auf Gleitbuchsen 25 bzw. 26 gelagert,
die in axialer Richtung zusammen mit der Schnecke 5, der Kurvenscheibe ii und dem
Radialflansch 8 auf der Eingangswelle 2 verschieblich sind.
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Das dargestellte Getriebe arbeitet wie folgt: Die von einer Hauptantriebswelle
einer nicht dargestellten Nähmaschine angetriebene Eingangswelle 2 nimmt über die
Zapfen 20 und den Radialflansch 18 auch die Schnecke 5 und die Kurvenscheibe ii
mit. Solange sich der Teil 14 mit negativer Steigung der Kurvenscheibe 11 im Bereich
der Rollenführung 12, 13 befindet, wird eine Drehbewegung des Schneckenrades 6 mit
Abtriebswelle 7 durch eine Axialverschiebung von Kurvenscheibe 11, Schnecke 5 und
Radialflansch 18 kompensiert. Die Abtriebswelle 7 dreht sich folglich nicht. Wenn
bei weiterer Drehbewegung der Eingangswelle 2 der Teil 15 mit positiver Steigung
der Kurvenscheibe 11 in den Bereich der Rollenführung 12,13 gelangt, werden die
Kuvenscheibe 11 , die Schnecke 5 und der Radialflansch ia in Gegenrichtung axial
auf der Eingangswelle 2 verschoben, so daß das Schneckenrad 6 mit der Abtriebswelle
7 um einen entsprechenden Winkel verdreht werden. Gleichzeitig werden das Schneckenrad
6 und die Abtriebswelle 7 um einen weiteren Winkel verdreht, der aus der Drehbewegung
der Schnecke 5 resultiert, die ständig mit dem Schneckenrad 6 in Eingriff steht.
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Dementsprechend steuert die Kurvenscheibe 11 die Drehbewegung der
Abtriebswelle 7 und einer daran angeschlossenen Vorschubeinrichtung für das Nähgut
so, daß das Nähgut nur dann bewegt wird, wenn sich die Nähnädel außerhalb des Nähgutes
befindet Bei allen Funktionsstellungen des Getriebes sorgt die federnde Abstützung
der Federn 24 dafür, daß die Kurvenscheibe 11 stets einseitig an der Rollenführung
12,13 anliegt und daß dementsprechend der Getriebeausgang spielfrei ist.