DE2953743A1 - Method and apparatus for data-rate reduction - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf Steppstich-Nähmuschincn. Sie bezieht sich insbesondere auf Steppstich-Nähmaschinen mit einer Nadel und einem Drehhaken. .

Derartige .Steppstich-Nähmaschinen sind in den Klassen 112, Unterklasse 231 der amerikanischen Patentklassifikation zu finden.· Zum Stand der Technik ist insbesondere auf die US-Patentschriften 1 966 432, 2 830 550, 3 476 068 und 4 009 670 sowie Deutsche Patentschrift 50 727 und Britische Patentschrift 700 306 verwiesen. Dieser Stand der Technik verwendet Standardspulen mit identischen Stirnplatten¹und ist mit einem oder mehreren Problemen verbunden, wie etwa das sogenannte "Stillstehen" (stalling) des Fadens> eine geringe Kapazität, Schwierigkeit beim Nähen und Schwierigkeit zur Aufrechterhaltung der richtigen Spannung.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Anordnung mit einer höheren Fadenkapazität zu schaffen, welche ein leichteres Nähen, eine selbsteinstellende Spannung, weniger .Stillstand (stalling) und höhere Geschwindigkeit als der Stand der Technik ermöglicht.

Erfindungsgemäß wird diese. Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Patentanspruch 1 angegebenen Maßnahmen gelöst, wobei zweckmäßige Ausgestaltungen in den Unteransprüchen enthalten sind.

üie Erfindung umfaßt im wesentlichen eine Drehhakon/Spulcnanordnung für eine Steppstich-Nähmaschine mit einer rotierenden Antriebswelle.. Die Anordnung ist in derselben Stellung in einer Steppstich-Nähmaschine mit einer einzelnen Nadel angeordnet wie andere Drehhaken/Spulenanordnungen des Stands der Technik. In den speziellen nachfolgend beschriebenen Beispielen wird die Erfindung anhand des sogenannten Undertrimming-Verfahrens erläutert, wobei die Erfindung jedoch auch bei anderen Steppstich-Nähmaschinen mit einer einzelnen Nadel Verwendung finden kann.

Wesentliche Merkmale der Erfindung sind in der neuartigen Haspel- bzw. Spulenform und im besonderen Aufbau des Halters für die Spule zu sehen. Die erfindungsgemäße Spule weist keine Ummantelung auf, besitzt jedoch einen zentralen Schaft., an dem der Faden aufgewickelt ist, sowie eine plane Stirnplatte auf einer Seite und eine konvex gewölbte Stirnplatte auf der anderen Seite. Der zentrale Schaft ist hohl ausgebildet, so daß dieser auf einem Schaft oder Ständer im Halter frei drehend montiert werden kann.

Der Schaft des Halters ist in einer Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, daß er einen gewölbten federbelasteten Sperrarm aufweist, welcher sich von der Spitze des Schafts erstreckt und hinter einem Vorsprung auf dem oberen Abschnitt des Gehäuses einschnappt. Ein Teil des oberen Rands der Gehäusewand ist abgeschrägt, so daß der gewölbte Arm, die abgeschrägte Fläche und die gewölbte Stirnplatte der Spule eine kontinuierlich gewölbte Fläche für die Bewegungsbahn des Nadelfadens um den Halter zum Greifen des Spulenfadens bei Bildung des Stichs ergeben. Dabei ist festzuhalten, daß der Nadelfaden vollständig den Halter umgibt, um den Spulenfaden bei der Bildung des Stiches zu greifen.

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Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Spule eine ferromagnetische flache Stirnplatte und der an der Platte angrenzende Halteabschnitt in einem Abstand voneinander angeordnete Magneten mit einer ausreichend großen Kraft auf, so daß die Spule auf dem Schaft in Lage gehalten wird, jedoch frei drehen kann. Bei dieser Ausführungsform bewirkt die abgeschrägte Oberfläche und die gewölbte Stirnplatte der Spule wie in der vorbeschriebenen Ausführungsform eine kontinuierlich gekrümmte bzw. gewölbte Oberfläche für die Bewegungsbahn des Nadelfadens um den Halter.

In beiden Ausgestaltungen dieser Erfindung ist eine relativ breite Nut am Ausgangsabschnitt für den Spulenfaden in der Nähe der Nadelöffnung vorgesehen. Eine automatische Spannungssteuerung für den Spulenfaden ist durch die Kombination der kontinuierlich gewölbten Fläche, der hinterschnittenen Nut und der ebenen Fläche der Spule bewirkt. Die ebene, d.h. platte Seite der Spule gewährleistet den totalen Kontakt mit der Rückwand .des Halters, wobei sich das gewölbte Ende außen befindet. Wenn der Spulenfaden von der Spule abgezogen wird, spinnt die Spule in Uhrzeigerrichtung, also entgegengesetzt zur Drehung im Gegenuhrzeigersinn der Anordnung. Dies erlaubt das selbsttätige Auffädeln der Spule im Halter. Die Bedienungsperson gibt die Spule einfach ein und beginnt mit dem Nähvorgang ohne daß es erforderlich ist, den Spulenfaden manuell wie in den bisherigen Hakenanordnungen aufzunehmen. Die entgegengesetzten Drehrichtungen bewirken einen Ausgleich der Trägheitskraft und einen weichen, ruhigen Betrieb.

Die auf den Halter einwirkenden Kräfte würden dazu neigen, den Halter in dieselbe Richtung wie die Spule drehen zu lassen. Dies tritt ein, wenn der Faden von der Spule in kurzen Stoßen abgezogen wird, wenn jeder Stich gebildet wird. Da allerdings die Anordnung im Gegenuhrzeigersinn dreht, würden die Kräfte auf den Halter dazu neigen, diesen in dieselbe Richtung zu drehen. Bei Nähgeschwindigkeiten neigen die entgegengesetzten Kräfte dazu sich aufzuheben, wodurch der Halter neutral und

stabil belassen wird und die Bildung verbesserter Stiche ermöglicht wird.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung beziehen sich die Fig. 1, 1A und 7 allgemein auf die Erfindung, die Fig. 2-6 auf eine Ausführungsform und die Fig. 8-12 auf eine zweite Ausführungsform nach der Erfindung. In der Zeichnung·zeigen

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Steppstich -Nähmaschine mit einer einzelnen Nadel im sogenannten Undertrimming-Verfahren, wobei aus der Figur die Anordnung des Drehhakens und der Spule der Erfindung ersichtlich ist,

Fig. 1A eine Schemaansicht der Verknüpfung von Spulenfaden und Nadelfaden,

Fig. 2 eine Draufsicht des Vorderteils einer Spule in Stellung, wobei die Lage des Spulenfadens und des Nadelfadens angegeben ist,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Spulenhalters mit abgenommener Spule und angehobenem Arm,

Fig. 4 eine teilweise geschnittene Ansicht zur Darstellung der Befestigung der Anordnung an einer Nähmaschine,

Fig. 5 eine Seitenansicht in einer anderen Lage, Fig. 6, eine Schnittansicht durch die Anordnung, Fig. 7 eine Seitenansicht der Spule,

Fig. 8 eine Draufsicht des vorderen Abschnitts der zweiten Ausführungsform,

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Fig. 9 eine perspektivische Ansicht des Spulenhaltefs mit . abgenommener Spule/

Fig. 10 eine teilweise geschnittene Ansicht zur Darstellung der Befestigung der Anordnung an einer Nähmaschine,

Fig. 11 eine Seitenansicht der Ausführungsform in einer anderen Lage sowie ...

Fig. 12 eine Schnittansicht durch die Anordnung. .

In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele einer Drehhaken/Spulenanordnung der Erfindung bei einer Stepp-Nähmaschine (undertrimming) dargestellt.

Im Ausführungsbeispiel nach den Fig. 2 - 6 umfaßt die Nähmaschine 9 eine konventionelle hin- und herbewegliche Nadel 31, welche sich durch den Stoffdrückerfuß 32 und die Bodenplatte 33 in die Anordnung 10 durch die Nadelöffnung 19 erstreckt.

Die Anordnung 10 des Spulenhalters 11 und der Spule 12 sind an der Maschine durch eine Halteeinrichtung 23 befestigt, welche eine abnehmbare Platte 25 und einen napfförmigen bzw. tassenförmigen Abschnitt 24 umfaßt. Der napfförmige Abschnitt 24 weist eine rückseitige Ausnehmung 24b zur Aufnahme der nichtdargestellten Drehwelle auf, welche mittels eines Bolzens 24a gehalten wird. Der napfförmige Abschnitt 24 weist weiter einen Laufring 24c auf, welcher mit dem Rand 22 des Halters 11 zusammenwirkt und damit diesen in Stellung hält. Der abnehmbare Abschnitt 2'j ermöglicht es, daß der llalLer 11 mit. seinem vorstehenden Rand in die Nut des Laufrings eingesetzt und darin gesichert wird.

Der Halter 11 weist einen hohlen zentrischen Schaft 14 auf, auf welchem die Spule 12 angeordnet ist. Der Halter 11 besitzt einen vorstehenden Rand 22 für die Anordnung in der Halteeinrichtung 23, eine obere, hinten abgeschrägte Fläche 20, eine Nadelöffnung 19, einen Finger 17, eine relativ breite Nut 16, in welcher

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sich der Spulenfaden bewegt, eine öffnung .18, welche mit der normalerweise an der Nähmaschine befestigten Stelleinrichtung 41 zusammenwirkt, sowie einen Boden 11a, in welchem sich eine Öffnung 15 befindet. .

Der zentrische Schaft 14 des Halters besitzt eine Feder 27, welche mit der Sperrstange 27a gegen einen Arm 13 gehalten ist, der um den Stift 28 schwenkt. Der Arm 13 ist gewölbt ausgebildet, so daß er mit der Wölbung der Stirnwand 12a der Spule 12 übereinstimmt und erstreckt sich über die Spule, so daß er in die Nut 21 im Halter sperrend eingreift. Die andere Stirnwand 12b der Spule 12 ist eben ausgebildet und sitzt an der Bodenwand 11a des Halters 11.

Im Betrieb der Maschine geht die Nadel 31 nach unten und bildet, nachdem sie ihren untersten Punkt im Abwärtshub erreicht hat, beim Ansteigen eine kleine Schleife. Diese Schleife des Nadelfadens 40 wird durch die Spitze des Hakens 23a (Fig. 2) aufgenommen und um den Halter 11 (Fig. 5) geführt und dann zieht der. Spulenfaden zur Bildung des eigentlichen Stichs nach oben. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, weist der Rand 22 eine Unterbrechung 22a auf, um ein weiches Fließen des Nadelfadens um den Halter zu ermöglichen. Wenn die Halteeinrichtung 23 synchron mit der Nadel dreht, wird der Spulenhalter 11 in fester_:Position durch die Stelleinrichtung 41 der Nähmaschine gehalten, wohingegen die Spule 12 frei drehen kann.

Es ist festzuhalten, daß die Spule keine Ummantelung aufweist und daß der durch eine Feder gehaltene gewölbte Arm zur Bildung der vorsprungfrcicn Fläche für den Nadelfaden zusammenwirkt. Bei einer Änderung von einer Fadendicke zu einer anderen sind keine Einstellungen erforderlich. Die Spannung wirkt direkt auf die Spule und wird automatisch trotz irgendwelcher Stöße oder dergleichen im Faden durch den Zug eingeregelt, welcher durch den Arm und den Reibeingriff des Fadens in der hinterschnittenen Nut 16 verursacht wird.

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Bei dem in den Fig. 8-12 dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Spule 112 denselben Aufbau auf und umfaßt eine gewölbte Außenwand 112a und eine ebene Innenwand 112b. Allerdings muß die Spule.wenigstens mit Hinsicht auf die Wand 112b aus einem ferromagnetischem Material hergestellt sein.

Die Anordnung 110 des Spulenhalters 111 und der. Spule 112 sind durch eine ähnliche Halteeinrichtung 123 an der Maschine befestigt, welche eine abnehmbare Platte 125 und einen napfförmigen Abschnitt 124 aufweist. Der napfförmige Abschnitt 124 weist eine hintere Ausnehmung 124b auf, die 'zur Aufnahme der hichtdargestellten Drehwelle dient, welche durch einen Bolzen 124a gesichert ist. Der napfförmige Abschnitt 124 besitzt weiter einen Laufring 124c, um den Halter 111 über den vorstehenden Rand in seiner Stellung zu halten. Der abnehmbare Abschnitt 125 ermöglicht, das Einsetzen und Versperren des Halters 111, wenn dieser . in die Nut eingesetzt wird. Der Halter 111 besitzt-einen vorstehenden Rand oder Rippe 122 für die Halteeinrichtung 124, eine obere hinten abgeschrägte Oberfläche 120, eine Nadelöffnung 119, einen Finger 117, eine relativ breite Nut .116, in welcher sich der Spulenfaden bewegt, eine Öffnung 118, welche mit der normalerweise an der Nähmaschine befestigten Fingerstelleinrichtung 141 zusammenwirkt, sowie einen Boden 111a, in welchem sich eine Öffnung 115 befindet.

Der Boden 111a des Halters 111 weist zwei magnetische Scheiben 141 auf. Eine für diese Zwecke geeignete magnetische Scheibe ist ein seltener Erdkobaltmagnet mit einer Durchmessergröße von 0,4 8 cm mit einem Energieprodukt von fünfzehn Millionen Gauss-Ocrstods sowie einer Zusammensetzung von etwa G51 Kobalt und 35% Samarium. Derartige seltene Erdmagnete sind bei Emm Indiana General, einer Abteilung der Electronic Memories and Magnetics Corp. of Valpariso, Indiana, Crucible Magnetics Division of Colt Industries, Elizabethtown, Kentucky und Hitachi Magnetics Corp. aus Edmore, Michigan erhältlich. Die Spule 112 wird durch Magnetkräfte, der Scheibe 141 auf dem Halter 111 gehalten, wodurch die Spannung für den Spulenfaden geschaffen wird. Die Spule 112 wird vom Halter 111 abgenommen, indem ein Finger in den

- 9 Schlitz 121 eingesetzt und nach vorne gezogen wird.

Die Betriebsweise dieser Ausführungsform ähnelt der der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform.

Claims (6)

Patentansprüche

1. Drehhaken/Spulenanordnung für eine Steppstich-Nähmaschine mit einer einzelnen Nadel und einer Drehwelle, mit einem mit der Welle und. der Nähmaschine zusammenwirkenden Spulenhalter sowie einer mit dem Halter zusammenwirkenden Spule, dadurch gekennzeichnet , daß

a) der Spulenhalter (11) eine Nadelöffnung (19), eine öffnung

(18), eine relativ breite, in einem Abstand zur öffnung (18) ' befindliche Nut (16) für den Spulenfaden (30), eine abgeschrägte Führungsfläche (20) für den Nadelfaden (40), einen Spulenschaft (14) und eine Einrichtung (13, 14) zur Halterung einer Spule auf dem Spulenschaft (14) aufweist,

b) die Spule (12) auf dem Spulenschaft (14) frei drehbar ist und eine ebene innere Stirnplatte (12b) sowie eine gewölbte, äußere Stirnplatte (12a) aufweist, und

c) der Nadelfaden (14) um den Nadelhalter'(11) und über die gewölbte Spulenplatte (12a) zur Bildung eines selbsteinstellenden führenden Spannzugs auf den Spulenfaden (30) gewik-

kelt wird, welcher sich in Kontakt mit der Nut (16> befindet.

2. . Anordnung nach Anspruch 1, welche auf einer Nähmaschine angeordnet ist, gekennzeichnet durch eine Halteeinrichtung (23), welche einen Haken (23a) zur Befestigung an der Drohwellc aufweist, sowie durch eine Halteeinrichtung (41), welche auf der Nähmaschine (9) angeordnet ist und mit der Öffnung (18) im Spulenhalter (11) zusammenwirkt. , _: ·

3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Halterung der Spule (12) auf dem Spulenhalter (11) einen gewölbten, durch eine Feder belasteten Arm (13) aufweist, welcher an die Wölbung der Stirnplatte (12a) der Spule angepaßt ist.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Halterung der Spule auf dem Spulenhalter eine magnetische Einrichtung (141) aufweist.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Einrichtung Magnetscheiben im Boden (111a) des Spulenhalters aufweist.

6. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 -.5, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannung des Spulenfadens durch die aufgrund der Halteeinrichtung auf die Spule ausgeübte Kraft in Verbindung mit der relativ breiten Nut (16) konstant gehalten ist.

MO 7082 . . . ■·"

ÜBERSETZUNG DIiR URSPRÜNGLICHEN ANSPRÜCHE 1-5 C§ 8 Abs. INT.PAT.UG.)

PCT/US79/OO481 Wayne E. Starr, 71 Water Street, Portsmouth, Rhode Island 02874

1. Drehhaken und Spulenanordnung für eine Steppstichnähmaschine mit einer einzigen Nadel und einer Drehantriebswelle, umfassend: einen Spulenhalter (11), der mit der Welle und der Nähmaschine (9) in Eingriff bringbar ist und eine Spule (12), die in Eingriff mit dem Halter bringbar ist;

a) dieser Spulenhalter (11) hat eine Nadelöffnung (19), eine -öffnung (18), eine relativ breite unter Abstand zur Öffnung (18) vorgesehene (Unter)nut (16) zum Erfassen des Spulenfadens (30), eine abgeschrägte Führungsfläche (20) für den Nadelfaden (40), ein Spulenschaft (14) sowie Mittel (13, 14), um eine Spule auf dent Spulenschaft (14) zu halten;

α b) diese Spule (12) ist frei drehbar auf dem Spulenv_ schaft (14) und hat eine flache innere Stirnplatte

(12b) und eine gekrümmte äußere Stirnplatte (12a); c) diese Anordnung zeichnet, sich dadurch aus, daß der Nadelfaden (40) um den Spulenhalter (11) und über die gekrümmte Spulenplatte (12a) zur Bildung eines sich selbst einstellenden führenden Spannungszugs auf den Spulonfadoii (30) gewickelt ist, wobei letzterer sich in Kontakt mit der Nut (16) befindet.

2. . Anordnung nach. Anspruch 1, angebracht auf einer Nähmaschine, mit Mitteln, die umfassen: Befestigungseinrichtungen (23) einschließlich eines Hakens (23a) zur Befestigung der Antriebswelle und .der auf der Nähmaschine (9) angebrachten Ilalteeinrichtung (41), die mit der Öffnung (18) in dem Spulenhalter (11) in liingriif bringbar ist.

3. ...... Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Mittel zum Halten der Spule auf dem Spulenhalter eine gewölbte federbelastete Armausbildung (13) umfaßt, die sich der Krümmung der Spulen stirnplatte (12a) anpaßt.

4. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Mittel zum Halten der Spule auf dem Spulenhalter eine magnetische liinrichtung (14 1) umfaßt.

5. Anordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet ,daß die magnetische Einrichtung Magnetscheiben im Boden (111a) des Spulenhalters umfaßt.