DE2931316C2

DE2931316C2 -

Info

Publication number: DE2931316C2
Application number: DE2931316A
Authority: DE
Inventors: Artin G. Roselle Park N.J. Us Vartoukian
Original assignee: Singer Co
Current assignee: Singer Co
Priority date: 1978-10-19
Filing date: 1979-08-01
Publication date: 1989-06-22
Also published as: DE2931316A1; US4186673A; JPS5594292A; DE2954652C2; JPS6333877B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Antriebsmechanismus der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art. Ein solcher Antriebsmechanismus ist aus der US-PS 41 14 545 bekannt.

Bei diesem Antriebsmechanismus werden zwei übereinanderliegende Tische in X- und Y-Richtung bewegt. Die Bewegung der Tische erfolgt durch zwei unabhängig voneinander antreibbare Kabel, die um Rollen geführt sind, die von ortsfesten Elektromotoren in Drehung versetzbar sind. Das Kabel, das den zweiten Tisch auf dem ersten Tisch bewegt, läuft über eine Anzahl von Umlenkrollen, von denen wenigstens sechs an den beiden Tischen gelagert sind. Daher hat sogar eine Verschiebung nur des ersten Tisches eine Bewegung des genannten Kabels über die vorgenannten sechs Umlenkrollen zur Folge, obgleich dieses Kabel bei einer Bewegung nur des ersten Tisches gar nicht angetrieben ist. Dieses führt zu unnötigen Reibungsverlusten, die die Genauigkeit der Bewegung beeinträchtigen.

Aus der DE-OS 26 46 831 ist eine Nähmaschine bekannt, die einen Nähguthalter aufweist, der in X- und Y-Richtung gegenüber der in Z-Richtung arbeitenden Nähmaschinennadel verschiebbar ist. Der Nähguthalter ist von zwei Tischen getragen, von denen der erste Tisch auf zwei ortsfest gehaltenen Stangen mittels eines elektromotorisch angetriebenen Seilzuges in X-Richtung verfahrbar ist. Der erste Tisch trägt zwei Stangen, die sich in Y-Richtung, d. h. quer zur Richtung der erstgenannten Schienen erstrecken und auf denen der zweite Tisch verschiebbar geführt ist. Dieser ist über einen Seilzug von einem Elektromotor angetrieben, der an dem ersten Tisch befestigt ist. Bei dieser Konstruktion ist aufgrund der Anbringung des Elektromotors am ersten Tisch dieser relativ schwer, was zu unerwünschten Trägheitskräften führt, die beim Antrieb dieses Tisches überwunden werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antriebsmechanismus der eingangs genannten Art anzugeben, der leicht und daher trägheitsarm ist.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Der erfindungsgemäße Antriebsmechanismus zeichnet sich dadurch aus, daß der zweite Tisch nicht auf dem ersten Tisch, sondern auf einer ortsfesten Führungseinrichtung geführt ist. Die Antriebseinrichtung für den zweiten Tisch kann daher sehr einfach ausgeführt werden, wobei bei Verwendung eines Seilantriebs eine minimale Anzahl von Umlenkrollen verwendbar ist. Ferner ist es für den erfindungsgemäßen Antriebsmechanismus nicht wesentlich, daß die Führungseinrichtungen für die Tische Stangen (z. B. wie aus der obig aufgeführten DE-OS 26 46 831 bekannt) sind. Andere Linearführungseinrichtungen, wie sie für Zwecke dieser Art bereits bekanntgeworden sind, wie z. B. Schienen (vgl. die DE-OS 26 21 919) können vorliegend ebenfalls eingesetzt werden.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche (Ansprüche 2 bis 5).

Insbesondere durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 wird sichergestellt, daß die Tische ein geringes Eigengewicht haben und trotzdem die für den Anwendungsfall erforderliche Steifigkeit aufweisen.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht von einem erfindungsgemäß aufgebauten Antriebsmechanismus,

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Nähmaschine, den Antriebsmechanismus und einen Nähguthalter, und

Fig. 3 eine Vorderansicht der Nähmaschine, des Antriebsmechanismus und des Nähguthalters nach Fig. 2.

Fig. 3 zeigt den trägheitsarmen Antriebsmechanismus 10 sowie einen daran befestigten Nähguthalter bzw. eine Stoffeinspanneinrichtung 12 zur Verwendung bei einer üblichen Industrienähmaschine 14. Diese Nähmaschine 14 weist einen konventionellen Tisch 16, eine auf- und abgehende Nadel 18 sowie einen herkömmlichen Kopf, Arm, Armständer und eine Antriebseinrichtung auf. Bei normalem Betrieb wird das zu nähende Material in Abstimmung mit der Bewegung der Nadel 18 durch die Stoffeinspanneinrichtung 12 bewegt.

Die Stoffeinspanneinrichtung 12 spannt den Stoff und bewegt diesen in der gewünschten Weise in bezug auf die Arbeit der Nadel. Die Stoffeinspanneinrichtung 12, die in Fig. 4 näher gezeigt ist, weist eine untere flache Platte 22 mit einem an ihrem inneren Bereich ausgebildeten Ausschnitt 24 auf, der etwas größer als das zu nähende Muster ist. Die Stoffeinspanneinrichtung 12 umfaßt ferner eine obere Spannplatte 26 mit einem gabelförmigen Abschnitt 28 sowie einen steifen offenen rechteckförmigen Rahmen 30, der durch zwei Stellschrauben 32 mit Konusspitze an zwei diagonal gegenüberliegenden Ecken mit den Enden des gabelförmigen Abschnittes 28 schwenkbar verbunden ist. Der offene Rahmen 30 ist daher frei schwenkbar, so daß Stoffen mit unterschiedlicher Dicke Rechnung getragen wird. Die Öffnung im steifen offenen Rahmen 30 hat etwa die gleiche Größe und Gestalt wie der Ausschnitt 24 in der unteren flachen Platte 22. Von jeder der vier Seiten des steifen offenen Rahmens 30 erstrecken sich flexible Kunststoffstreifen 34, die nach außen abgebogen sind, nach unten. Das bevorzugte Material für die flexiblen Kunststoffstreifen 34 ist eine unter dem Handelsnamen Mylar von der Firma Dupont vertriebene Polyesterfolie.

Die Stoffeinspanneinrichtung 12 ist zur leichten Bedienbarkeit mit einer Pneumatik-Zylinderanordnung 36 versehen, die mittels Druckluft automatisch die Stoffeinspanneinrichtung 12 öffnen und schließen kann.

Nachfolgend wird auf den Antriebsmechanismus 10, der eine variable translatorische Bewegung der Stoffeinspanneinrichtung 12 hervorruft, näher eingegangen. Der Antriebsmechanismus 10 ist am besten in Fig. 1 zu sehen. Er umfaßt einen ersten Tisch 38 und einen zweiten Tisch 40, die beide leichte, jedoch extrem steife Aluminiumgußstücke darstellen. An jedem Gußstück sind vier Kugellager 42 für geradlinige Führung (Linearkugellager) angeordnet. Der erste Tisch 38 ist längs der X-X-Achse auf einem ersten Paar ortsfester Stangen 44, die die Lager 42 führen, verschiebbar gehalten, während der zweite Tisch 40 unabhängig vom ersten Tisch 38 längs der Y-Y-Achse verschiebbar auf einem zweiten Paar ortsfester Stangen 46, die die betreffenden Lager 42 führen, angeordnet ist. Der Bewegungsweg des ersten Tisches 38 verläuft daher senkrecht zum Bewegungsweg des zweiten Tisches 40. Die lineare Vor- und Rückbewegung der Tische 38 und 40 erfolgt jeweils durch ein mit einer Vorspanneinrichtung 48 versehenes Antriebssystem aus Kabel und Rollen, das durch einen stationären Servo-Elektromotor 50 mit schrittweiser Drehfähigkeit betrieben wird. Dabei ist es für einen erfolgreichen Einsatz des Mechanismus wichtig, daß keiner der Motoren 50 an irgendeinem der Tische befestigt ist.

Der zweite Tisch 40, d. h. derjenige, der sich parallel zur Y-Y-Achse bewegt, hat zusätzlich ein Paar Stangen 52, die jeweils in Querrichtung liegend oberhalb des Tisches 40 durch vier Halterungen 54 starr befestigt sind, so daß zwischen den Stangen 52 und dem Tisch 40 für die Y-Y-Bewegung keine Relativbewegung vorliegt.

Der erste Tisch 38, der sich parallel zur X-X-Achse bewegt, trägt eine flache Führungsleiste 56; die quer an einer Seite des Tisches mittels zweier Stützen 58 fest angebracht ist, so daß zwischen der Führungsleiste 56 und dem ersten Tisch 38 keine Relativbewegung vorliegt.

Ein dritter Tisch 60 im Antriebsmechanismus 10 hat die Aufgabe, die Bewegungen der ersten beiden Tische 38 und 40 in eine resultierende Richtung zu überführen. Dieser dritte Tisch 60 ist ein leichtes, jedoch steifes Aluminiumgußstück mit vier daran angeordneten Linearkugellagern 62, die auf den zwei starr am zweiten Tisch 40 befestigten Querstangen 52 gleiten. Der dritte Tisch 60 hat einen von seiner einen Seite abstehenden Ausleger 64, der ein Paar drehbare Rollen 66 trägt, welche zwischen sich die vom ersten Tisch 38 abstehende flache Führungsleiste 56 einschließen und an diesen anliegen.

Jeder Tisch muß baulich steif und so leicht wie möglich ausgebildet sein. Anders ausgedrückt: die Eigenschaft f des Systems definiert als

sollte so groß wie möglich sein.

Die Arbeitsweise der Tische ist dergestalt, daß bei der Gleitbewegung des zweiten Tisches 40 längs seiner Führungsrichtung und unter der Annahme, daß sich der erste Tisch 38 in Ruhe befindet, der dritte Tisch 60 von dem Tisch 40 in besagte Richtung ohne wesentlichen Widerstand seitens des ersten Tisches 38 infolge der Gleitberührung zwischen den beiden Rollen 66 und der flachen Führungsleiste 56 mitgenommen wird. In gleicher Weise wird bei einer Gleitbewegung des ersten Tisches 38 längs seiner Führungsrichtung unter der Voraussetzung, daß sich der zweite Tisch 40 in Ruhe befindet, der dritte Tisch 60 von dem ersten Tisch 38 in besagte Richtung ohne wesentlichen Widerstand seitens des zweiten Tisches 40 infolge der Gleitberührung zwischen den quer befestigten Stangen 52 und den Kugellagern 62 mitgenommen. Daher bewirkt eine gleichzeitige Bewegung von erstem und zweitem Tisch 38, 40 eine Bewegung des dritten Tisches 60 in eine entsprechende resultierende Richtung.

Wie am besten in Fig. 3 zu sehen ist, ist die Stoffeinspanneinrichtung 12 direkt an dem dritten Tisch 60 unter einem Winkel von 45° gegenüber dem ersten und zweiten Tisch 38, 40 befestigt und erstreckt sich zur Nadel 18 der Nähmaschine 14 zusammen mit der unteren flachen Platte 22 und der oberen Spannplatte 26 für das Einspannen des Stoffes. Die Einspanneinrichtung 12 weist ferner eine untere Stützkonstruktion 68 und eine obere Stützkonstruktion 70 auf, die über eine Säule 74 starr miteinander verbunden sind. Am Ende der oberen Stützkonstruktion 70 sehr nahe bei der Nadel 18 befindet sich ein Paar Querplatten 76, an denen vier Rollen 78 gelagert sind. Ein senkrechter Abschnitt 72 der Einspanneinrichtung 12 erstreckt sich vertikal von dem gabelförmigen Abschnitt 28 nach oben und gleitet zwischen den Platten 76, den Rollen 78 und dem Ende der oberen Stützkonstruktion 70 vertikal auf und ab. Ein Paar Stifte 80 steht quer von jeder Seite des senkrechten Abschnittes 72 ab. Die Pneumatik-Zylinderanordnung 36 verschiebt den gleitfähigen senkrechten Abschnitt 72 mittels eines Paares schwenkbar gehaltener Platten 82, die die Stifte 80 und damit die obere Spannplatte 26 anheben oder absenken.

Claims

1. Antriebsmechanismus zur variablen translatorischen Bewegung eines Nähguthalters für das Führen von Nähgut in Wirkbeziehung zur Nadel einer Nähmaschine od. dgl., mit einem ersten Tisch, der längs eines ersten geradlinigen Weges auf einer ortsfesten Führungseinrichtung horizontal verschiebbar geführt und von einem ersten, über Rollen vorgespannten Kabel von einem ersten, ortsfest gehaltenen Elektromotor hin- und hergehend bewegbar ist, und einem zweiten Tisch, der unabhängig vom ersten Tisch längs eines zweiten geradlinigen Weges, der senkrecht zum ersten geradlinigen Weg verläuft, horizontal verschiebbar geführt und von einem zweiten, über Rollen vorgespannten Kabel von einem zweiten, ortsfest gehaltenen Elektromotor hin- und hergehend bewegbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß
der zweite Tisch (40) auf einem Paar ortsfester Stangen (46) geführt ist,
ein dritter Tisch (60) auf einem ihn führenden Paar Stangen (52) angeordnet ist, die auf dem zweiten Tisch (40) befestigt sind und sich parallel zur Bewegungsrichtung des ersten Tisches (38) erstrecken.
eine Kopplungseinrichtung (56, 64, 66) zwischen erstem Tisch (38) und drittem Tisch (60) so angeordnet ist, daß die translatorische Bewegung des ersten Tisches (38) auf den dritten Tisch (60) übertragen wird, und
der Nähguthalter (12) mit dem dritten Tisch (60) verbunden ist.

2. Antriebsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Tische (38, 40, 60) leichte Aluminiumgußstücke sind.

3. Antriebsmechanismus nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die an dem zweiten Tisch (40) angebrachten Stangen (52) oberhalb desselben angeordnet sind.

4. Antriebsmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tische (38, 40, 60) jeweils vier Kugellager (42, 62) für geradlinige Führung aufweisen, die auf (den) Stangen (44, 46, 52) laufen.

5. Antriebsmechanismus nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kopplungseinrichtung (56, 64, 66) aus einer flachen Führungsleiste (56), die starr mit dem ersten Tisch (38) verbunden ist und sich parallel zu den den zweiten Tisch (40) führenden Stangen (46) erstreckt, und einem Ausleger (64), der starr mit dem dritten Tisch (60) verbunden ist, und zwei drehbar an dem Ausleger (64) gelagerten Rollen, die zu beiden Seiten an der flachen Führungsleiste (56) anliegen, besteht.