DE3011920A1 - Fadenspannvorrichtung fuer naehmaschinen - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft eine Fadenspannvorrichtung für Nähmaschinen, insbesondere eine solche, die imstande ist, den Faden automatisch unter eine geeignete Spannung zu setzen, in Abhängigkeit von der Art des Fadens und bei jedem Auswechseln desselben.

Bei den bekannten Fadenspannvorrichtungen für übliche Nähmaschinen, die den oberen Faden unter Spannung setzen, wird die Fadenspannung gewöhnlich nicht automatisch geändert, wenn Dicke oder Größe des Fadens beim Fadenwechsel geändert wird. Um ein einwandfreies Stichmuster zu bilden, bei dem eine Verkettung ungefähr auf halbem Wege in Richtung der Dicke eines zu nähenden Arbeitsstücks bzw. Stoffes gebildet wird, ist es erforderlich, ein gut ausgeglichenes Verhältnis zwischen der Spannung des oberen Fadens und des unteren Fadens herzustellen, indem die Fadenspannvorrichtung bei jedem Auswechseln des Oberfadens von Hand betätigt wird, um die Spannung des Oberfadens geeignet einzustellen. Dieser Einstellvorgang der Vorrichtung erfordert zusätzlich ein Probenähen, um sicherzustellen, daß die Spannung den geeigneten Wert hat, wobei es sich auch für geübte Personen um einen zeitraubenden Vorgang handelt. Für ungeübte Personen aber ist eine solche Einstellung überaus schwierig.

Um die vorstehend dargelegten Mängel zu beseitigen, ist i der OS 2 630 765 des Anmelders eine verbesserte Fadenspannvorrichtung beschrieben. In dieser Vorrichtung kann eine geeignete Spannung automatisch auf einen die Maschine durchlaufenden Faden ausgeübt werden, um einwandfrei ausgebildete Stiche mit einem gewöhnlichen Nähvorgang zu schaffen, und zwar in Abhängigkeit von der Fadendicke. Diese bekannte Vorrichtung ist insofern sehr günstig, als sie das Problem der vereinfachten automatischen Spannungseinstellung löst.

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Es wurde nun gefunden, daß ein weiteres Problem auftritt, welches die Einstellung der Fadenspannung in Abhängigkeit von Änderungen der Fadenart betrifft. Wenn die Art des Fadens sich ändert, so ist bei den herkömmlichen Oberfaden-Spann vor richtungen für Nähmaschinen bekannt, daß die Fadenspannung auch dann abgestimmt werden muß, wenn die Fadendicke dieselbe ist. Dies trifft auch für die Vorrichtung nach der genannten OS 2 630 765 zu, d.h. bei Verwendung unterschiedlicher Fadenarten ist eine Nachstellung erforderlich, während keine Nachstellung erforderlich ist, wenn Fäden verschiedener Dicke verwendet werden. Eine alle Bedürfnisse erfüllende Fadenspannvorrichtung kann nur geschaffen werden, wenn auch dieses Problem gelöst wird, so daß also eine Fadenspannvorrichtung geschaffen werden muß, die imstande ist, eine automatische Einstellung der Fadenspannung nicht nur bei Änderung der Fadendicke, sondern auch bei Änderung der Fadenart vorzunehmen.

Ausgehend von dieser Problemstellung ist es Aufgabe der Erfindung, eine Fadenspannvorrichtung zu schaffen, die imstande ist, den die Vorrichtung durchlaufenden Faden automatisch unter die richtige Spannung zu setzen, und zwar in Abhängigkeit von der Fadenart, um bei gewöhnlichen Nähvorgängen Stiche mit einwandfreiem Aussehen zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fadenspannvorrichtung für Nähmaschinen mit folgenden Elementen gelöst: zwei Plattenteilen, die an der Nähmaschine einander gegenüber in geringem Abstand befestigt sind; einer Fadenführungseinrichtung zur Führung des Fadens zwischen den Plattenteilen entlang einem vorbestimmten Weg; einer Andrückeinrichtung zur Erzeugung eines Drucks zum Drücken eines dieser Plattenteile auf das andere zu, um der Bewegung des zwischen diesen Plattenteilen laufenden Fadens einen Reibungswiderstand entgegenzusetzen; und einer Lückenbildungseinrichtung zur Bildung eines schmalen Spaltes, der sich längs des Weges zwischen den Plattenteilen erstreckt; diese Fadenspannvorrich-

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tung ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Ausüben eines Widerstandes in der Lücke in Berührung mit der Oberfläche des Fadens in der Lücke angeordnet ist, um einen weiteren, von dem Reibungswiderstand aufgrund der Andrückeinrichtung unabhängigen Widerstand der Fadenbewegung in Abhängigkeit vom Zustand der Fadenoberfläche entgegenzusetzen, wodurch die Fadenspannung automatisch in Abhängigkeit von der Art des zwischen den beiden Plattenteilen verlaufenden Fadens eingestellt wird. Dieser Gleitwiderstand hemmt den Faden bei seinem Durchlauf mehr oder weniger stark, je nach Art des durch den Spalt zwischen den Plattenteilen durchlaufenden Fadens. Bei einem gewöhnlichen Baumwollfaden ist z.B. der beim Laufen über den angeschärften Randteil angetroffene Widerstand relativ hoch, und zwar wegen seiner flockigen Oberflächenstruktur. Hingegen findet ein glatterer Seidenfaden einen wesentlich geringeren Gleitwiderstand vor,. Die auf einen durchlaufenden Faden ausgeübte Spannung hängt also automatisch und in einem weiten Bereich von der Fadenart ab, in Übereinstimmung mit der Änderung des Gleitwiderstandes bei jeweils verschiedenartigen, die Fadenspannvorrichtung durchlaufenden Fäden. Dadurch kann die manuelle Einstellung der Fadenspannung entfallen, wenn die Fadenart gewechselt werden muß, was zuvor zur Bildung von Stichen mit gutem Aussehen als unerläßlich erachtet wurde.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. In der Zeichnung, zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Maschinenkopfes mit fortgebrochenen Teilen zur Darstellung, in welcher Lage die Fadenspannvorrichtung an dem Maschinenkopf befestigt ist, wobei die Abdeckplatte entfernt ist;

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Fig. 2 eine vergrößerte Aufrißansicht der Fadenspannvorrichtung, wobei der Maschinenrahmen entfernt ist;

Fig. 3 eine Schnittansicht im wesentlichen längs Linie 3-3 in Fig. 2;

Fig. 4 eine Schnittansicht im wesentlichen längs Linie 4-4 in Fig. 2;

Fig. 5 eine Schnittansicht im wesentlichen längs Linie 5-5 in Fig. 3;

Fig. 6 eine auseinandergezogene Perspektivdarstellung, in der Einzelteile der Vorrichtung dargestellt sind;

Fig. 7 eine schematische Ansicht zur Erläuterung der Berührungsbedingung von zwei Plattenteilen;

Fig. 8 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des der Vorrichtung zugrunde liegenden Prinzips, wobei kein Faden zwischen den Plattenteilen vorhanden ist;

Fig. 9 eine teilweise vergrößerte Ansicht entsprechend Fig. 8, zur Erläuterung der Arbeitsbedingungen der Vorrichtung mit einem dazwischen durchlaufenden Faden;

Fig. 10 eine Fig. 2 teilweise entsprechende Aufrißansicht der Vorrichtung zur Erläuterung der Anordnung der verschiedenen Teile, wobei der Andrückhebel für das Füßchen angehoben ist;

Fig. 11 eine Graphik, welche die Höhe der auf den die Vorrichtung durchlaufenden Faden ausgeübten Spannung zeigt;

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Fig. 12 und 13 schematische Darstellungen analog Fig. 8, jedoch zur Erläuterung weiterer Ausfuhrungsformen.

Es folgt nun eine detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbexspielen.

Ein Maschinenrahmen enthält einen hohlen Ausleger 21 und eine an sich bekannte Abdeckplatte 23, die an einem Ende des hohlen Auslegers 21 so befestigt ist, daß sie eine öffnung verschließen und geöffnet werden kann. Eine Befestigungsplatte 22 ist an der Öffnung des hohlen Auslegers 21 befestigt. Innenseitig von der Abdeckplatte 23 sind eine wohlbekannte Nadelstange 25, die an ihrem unteren Ende eine Nadel

24 trägt, und eine Druckstange 28 mit einem an ihrem unteren Ende befestigten Druckfüßchen 26 eingebaut. Die Nadelstange

25 kann sich im Takt mit der Drehung einer Hauptwelle (nicht dargestellt) hin- und herbewegen. Die Druckstange 28 ist üblicherweise durch eine Druckfeder 27 nach unten vorgespannt. Ein Betätigungshebel 28 zum Anheben der Druckstange liegt von unten über einen Betätigungsarm 31, der verschiebbar auf der Druckstange 28 angeordnet ist, gegen den vorstehenden Teil eines Blocks 30 an, der an der Druckstange 28 befestigt ist. Wenn der Betätigungshebel 29 nach oben geschwenkt wird, wird die Druckstange 28 entgegen der Federkraft der Druckfeder 27 angehoben. An der Befestigungsplatte 22 sind zur Führung des von einem Oberfadenvorrat abgezogenen Fadens T eine erste Fadenführung 33, mit der eine elastische dünne Platte 32 unter Druck in Berührung ist, ein Führungsstift und eine zweite Fadenführung 36 mit einer Drahtfeder 35 befestigt. Eine dritte Fadenführung 37 ist ferner an dem hohlen Ausleger 21 befestigt, und eine vierte Fadenführung 38 ist am unteren Ende der Nadelstange 25 angeordnet. Die Abdeckplatte 23 ist ferner mit einem Ausschnitt 39 (Fig. 4) versehen, der sich in der Nähe der Befestigungsplatte 22 befindet. Ein Fadenaufnehmerhebel 40, der in wohlbekannter Weise

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hin- und herbewegbar ist, steht an seinem einen Ende nach außen vor und ist mit einer Fadenhalteröse versehen, die sich durch den Ausschnitteil 39 ungefähr an seiner höchsten Stelle erstreckt.

Auf dem Weg des Fadens ist eine erfindungsgemäße Fadenspannvorrichtung 41 angeordnet. Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 6 wird nun eine ausführliche Beschreibung der gegenseitigen Wechselbeziehungen zwischen dem durchlaufenden Oberfaden und der Vorrichtung, die diesen unter Spannung setzt, gegeben.

Zwei gestreckte starre Plattenteile 44, 45, die jeweils eine Fadenangriffsoberfläche 42, 43 aufweisen, sind auf einem Stift

46 frei beweglich befestigt, der an der Befestigungsplatte 22 befestigt ist, wobei die Befestigung der Plattenteile jeweils an deren Enden erfolgt und die Plattenteile einander gegenüberliegen. Das an die Befestigungsplatte 22. angrenzende Plattenteil 44 ist durch eine Lagerwelle 47 an der Befestigungsplatte 22 in enger Berührung mit dieser befestigt. Das andere Plattenteil 45 ist ebenfalls frei beweglich auf die Lagerwelle

47 aufgesetzt, derart, daß es in axialer Richtung der Lagerwelle 47 und des Stiftes 46 bewegbar ist und durch diese beiden geführt wird. Das Plattenteil 45 ist ferner mit einer geringen Neigungsbewegung bewegbar, so daß es also zu dem Plattenteil 44 dann leicht geneigt verläuft. Die beiden einander gegenüberliegenden Fadenangriffsoberflächen 42, 43 der Plattenteile 44, 45 haben eine glatte Oberflächenbeschaffenheit. Auf der Fadenangriffsoberfläche 43 des bewegbaren Plattenteils 45 ist eine Mehrzahl Rillen 48 gebildet, die sich senkrecht zu einer Ebene erstrecken, welche die Achse sowohl der Lagerwelle 47 als auch des Stiftes 46 enthält. Beide Seitenoberflächen 49, 50 jeder Rille 48 (Fig. 9) kreuzen die Fadenangriffsoberfläche 43 praktisch rechtwinkelig. Ein Rand 51 der Rille 48, der an der Grenze der Seitenoberfläche 50 und der Fadenangriffsoberfläche 43 gebildet ist, ist besonders angeschärft, so daß er einen Radius von weniger

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als 0,1 mm aufweist. Das Plattenteil 45 liegt einer Einstellschraube 52 gegenüber, die in die Befestigungsplatte 22 eingeschraubt ist, und ist auf das Plattenteil 44 vorgespannt, und zwar aufgrund der schwachen Vorspannwirkung einer Schraubenfeder 53, die auf dem Stift 46 angeordnet ist, so daß das Plattenteil gegen die Einstellschraube 52 anstößt.

Auf einem Bügel 54, der an dem hohlen Ausleger 21 befestigt ist/ ist ein Handeinstellrad 56 mit einer Anzeigescheibe 55 auf der Stirnseite drehbar mittels einer Welle 57 befestigt. Die Einstellscheibe 56 steht teilweise frei aus einer Öffnung im hohlen Ausleger 21 heraus und ist an ihrer hinteren Oberfläche mit einer Nockenrille 58 versehen. Eine verschiebbar auf die Lagerwelle 47 an ihrem einen Ende aufgesetzte Freigabeplatte 59 ist auf die Nabe der Einstellscheibe 56 an einer Öffnung 60 an ihrem anderen Ende aufgesetzt und längs der Lagerwelle 47 bewegbar. Eine Federabstützung 65, die aus einer Scheibe mit zwei Vorsprüngen 61 und einer weiteren Scheibe 64 mit zwei kugelförmigen Teilen 63 gebildet ist, ist auf der Lagerwelle 4 7 montiert und dadurch in Stellung gebracht, daß einer der Vorsprünge 61 in eine öffnung 66 eingepaßt ist, die an der Freigabeplatte 59 gebildet ist. Eine an ihrem einen Ende verschiebbar auf die Lagerwelle 47 aufgesetzte Betätigungsplatte 67 ist an ihrem anderen Ende auf die Nabe der Einstellscheibe 56 über eine Öffnung 68 aufgesetzt, und ein an ihrem mittleren Teil befestigter Stift 69 ist in die Nockenrille 58 der Einstellscheibe 56 eingesetzt. Die Betätigungsplatte 67 ist also bei Drehung der Handeinstellscheibe 56 entlang der Lagerwelle 47 entsprechend der Form der Nockenwelle 58 bewegbar. Eine auf der Lagerwelle 47 zwischen der Betätigungsplatte 67 und der Federabstützung 65 angeordnete Schraubenfeder 70 weist eine hohe Federkraft auf, die in konzentrierter Weise über die Vorsprünge 61 der Federabstützung 65 auf das bewegbare Plattenteil 45 einwirkt.

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An einem Ende der Freigabeplatte 59 sind ein Druckteil 71 gegenüber der Rückseite des Plattenteils 45 und eine zur Befestigungsplatte 22 hin mündende Öffnung 72 gebildet, und am anderen Ende ist eine Kerbe 73 gebildet. Ein Achsstift 74 ist an der Betätigungsplatte 67 befestigt und erstreckt sich durch die Öffnung 72 hindurch. Um den Achsstift 74 ist eine Schraubenfeder 75 herumgewunden, und wenn die Betatigungsplatte 67 nach links (in Fig. 2) über eine bestimmte Stellung hinaus bewegt wird, wird die Schraubenfeder 75 durch einen an dem Achsstift 74 befestigten Anschlagring 76 zusammengedrückt, um die Freigabeplatte 59 vorzuspannen und das Plattenteil 45 an dem Druckteil 71 anzudrücken. In der Befestigungsplatte ist an der dem Achsstift 74 entsprechenden Stelle ein Loch

77 gebildet, das eine Bewegung desselben in dieses Loch hinein ermöglicht. An dem Bügel 54 ist ein Doppelschenkelhebe-1

78 angelenkt, dessen einer Schenkel in eine Kerbe 73 der Freigabeplatte 59 eingesetzt ist. Ein Schiebehebel 79 ist schwenkbar in dem hohlen Ausleger 21 angeordnet, und zwar mit einem Ende von oben gegenüber einem ansteigenden Teil 80 (Fig. 1) des Betatigungsarms 31, während das andere Ende wirkungsmäßig mit dem anderen Schenkel des Hebels 78 verbunden ist. Wenn der Betätigungshebel 29 von Hand betätigt wird, um die Druckstange 28 anzuheben, wird der Schiebehebel

79 durch den ansteigenden Teil 80 gedreht, so daß der Doppelschenkelhebel 78 in Fig. 4 entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht wird. Die Freigabeplatte 59 wird folglich (in Fig. 4) nach rechts bewegt, um die Federkraft der Schraubenfeder 70 freizusetzen, welche das Plattenteil 45 über die Federabstützung 65 vorspannte.

Ein von einem Oberfadenvorrat abgezogener Faden T wird von und zwischen der ersten Fadenführung 33 und dem Führungsstift 34 sowie den zwei Plattenteilen 44, 45 geführt, bevor er um die Lagerwelle 47 herumgelegt wird und unter Führung durch den Stift 46 aus den Plattenteilen herausläuft? der Faden T

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wird dann weiter nach oben gelenkt, über die zweite Fadenführung 36 geführt und verläuft durch die Fadenöse des Fadenaufnehmberhebels 40, bevor er wieder nach unten zurückkehrt, und zwar über die zweite Fadenführung 36 und dann zu der dritten und vierten Fadenführung 37, 38, bis er das Nadelöhr der Nadel 24 erreicht. Der Faden T verläuft zwischen den beschriebenen Plattenteilen 44, 45 in Längsrichtung derselben und wird dabei durch den Führungsstift 34, die Lagerwelle 47 und den Stift 46 geführt.

Es wird nun die gegenseitige Anordnung der Vorsprünge 61 an der Federabstützung 65 und der Einstellschraube 52 in bezug auf das bewegliche Plattenteil 45 unter Bezugnahme auf Fig. beschrieben. Beide Spitzen der Vorsprünge 61 befinden sich in gleichem Abstand von einer Achse S, auf einer Linie, die durch diese Achse S- verläuft und eine Linie, welche die Achse S₁ der Lagerwelle 47 mit der Achse S„ des Stiftes 46 verbindet, rechtwinkelig kreuzt. Die Stelle, an der die Schraubenfeder 70 an dem Plattenteil 45 angreift, fällt also mit der Achse S₁ zusammen. Die Spitze A der Einstellschraube 52 ist mit Vorspannung zur Seite des Oberfadenvorrats vorgespannt, und zwar in Beziehung auf eine Linie, welche die entsprechenden Spitzen .der zwei vorsprünge 61 verbindet, und in bezug auf eine die Achsen S₁ und S₂ verbindende Linie auf der Innenseite des hohlen Auslegers 21 angeordnet. Das Plattenteil ist daher unter der Einwirkung der Schraubenfeder 70 mit dem gegenüberliegenden Plattenteil 44 über einen geradlinigen Bereich R an ihrem Umfang in Berührung, so daß ein Spalt zwischen den beiden Plattenteilen 44, 45 gebildet wird. Wie leicht ersichtlich ist, handelt es sich um einen sehr schmalen Spalt mit im wesentlichen keilförmiger Gestalt, der praktisch senkrecht zu dem Weg des Fadens T zur Innenseite des hohlen Auslegers 21 hin divergiert, wie aus Fig. 4 ersichtlich ist, und es handelt sich auch um einen sehr schmalen Spalt, der im wesentlichen keil-

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förmig ist und praktisch parallel zu dem Weg des Fadens T in Richtung des näheren Endes der Oberfadenzuführung divergiert, wie aus Fig. 5 ersichtlich ist.

Der Einwirkungspunkt der Schraubenfeder 53, die um den Stift 46 herumgewunden ist, auf dem Plattenteil 45 fällt äquivalent mit der Achse S„ zusammen. Die Federkraft der Schraubenfeder 53 ist sehr viel geringer als die der Schraubenfeder 70 und praktisch vernachlässigbar, wenn letztere wirksam ist. Wenn die Kraft der Schraubenfeder 70 gegen das Plattenteil 45 aufgrund der Betätigung der Freigabeplatte 59 aufhört, wird jedoch die Schraubenfeder 53 wirksam, um das Plattenteil 45 in bezug auf das gegenüberliegende Plattenteil 44 gegen die Spitze A der Einstellschraube 52 als Auflagepunkt zu verschwenken, wodurch die beiden Plattenteile 54, 55 über einen anderen geradlinigen Bereich Q miteinander in Berührung gelangen. Das Plattenteil 45 ist dann im Bereich R von dem Plattenteil 44 getrennt (siehe Fig. 10), um den Faden T zwischen die beiden Plattenteile 44, 45 leichter einführen zu können, wenn der Faden eingelegt wird. Ein an der Befestigungsplatte 22 gebildeter Vorsprung 81, der sich auf der Stirnseite des festen Plattenteils 44 befindet, unterstützt die Führung des Fadens T beim Einführen zwischen die beiden Plattenteile 44, 45. Bei dem normalen Nähvorgang kann der von dem Fadenvorrat durch die senkrechte Hin- und Herbewegung des Fadenaufnehmerhebels 40 abgezogene Faden T leicht gleitend zwischen den zwei Plattenteilen 44, 45 durchlaufen, und der Faden kann die beiden Plattenteile selbst dann nicht verlassen, wenn er durchhängt.

Unter Bezugnahme auf Fig. 8 wird nun der Spalt G zwischen den Plattenteilen 44, 45, durch den und längs dessen der Faden T läuft, im einzelnen beschrieben, wobei der Spalt G in dieser Figur ohne eingezogenen Faden dargestellt ist. Die beiden Plattenteile 44, 45 sind längs des Fadenweges miteinan-

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der nicht in Berührung und lassen jeweils einen Spalt -C. bzw. C„ an den Stellen frei, wo der Faden mit der Lagerwelle 47 bzw. dem Stift 46 in Berührung kommt, wie die Figur zeigt. Bei der gezeigten Ausführungsform hat der Spalt C. eine Breite von etwa 0,2 mm, und der Spalt C~ von etwa 0,14 mm, während der Abstand L zwischen den beiden Berührungsstellen etwa 23,5 mm beträgt. Der zwischen den beiden Fadenangriffsoberflächen 42, 43 der beiden Plattenteile 44/ 4-5 gebildete Spalt G ist ein sehr schmaler Weg für den Verlauf des Fadens T, mit einem kleinen Winkel, der der Einlaßseite des Fadens T zugewandt ist. Die Exnstellschraube 52 dient als einstellbarer Vorsprung, der den keilförmigen Spalt G bildet und eine geeignete Einstellung des Spreizwinkels dieses keilförmigen Spaltes durch Vorschieben bzw. Zurücknehmen ermöglicht. An dem Plattenteil 45 ist die Federkraft der Schraubenfeder 70 konzentriert wirksam, und zwar über die beiden Vorsprünge 61 der Federabstützung 65, in Fig. 8 als P dargestellt. Dieser Einwirkungspunkt P entspricht der Stelle, wo der Oberfaden T eine gerade Linie kreuzt, welche die beiden Vorsprünge 61 miteinander verbindet. Es wird daher theoretisch angenommen, daß ein imaginärer Vorsprung D zur Bildung eines festen Spaltes C an einer Stelle vorhanden ist/ wo deir Faden T eine gerade Linie schneidet bzw. kreuzt, welche die Spitze A der Exnstellschraube 52 mit einem Endpunkt B des geradlinigen Bereiches R verbindet. Das Plattenteil 45 kann als auf dem imaginären Vorsprung D als Abstützpunkt bewegbar angenommen werden. Bei genauer Betrachtung wird die Lage des imaginären Vorsprunges etwas zur Einlaßseite des Fadens T hin verlegt, wenn der Faden zwischen die Plattenteile 44, 45 eingezogen ist, und folglich ändert sich die Breite des Spaltes C etwas, wobei dieser Effekt jedoch praktisch vernachlässigbar ist.

Wenn der obere Faden T durch den Spalt G verläuft, wirkt das Plattenteil 45 auf ihn nach Art eines Hebels und Abstütz-

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punktes ein, wobei der Abstützpunkt an der Stelle des Vorsprungs D liegt und als Federkraft P die auf diesen Punkt einwirkende Kraft angenommen wird. Auf den oberen Faden T wirkt also eine geeignete Federkraft ein, die von der Dicke des Fadens T abhängt. Für ein tieferes Verständnis kann auf die bereits erwähnte OS 2 630 765 Bezug genommen werden. Diesbezüglich ist zu beachten, daß ein Faden ein Gebilde ohne Starrheit ist, der folglich zwischen den beiden Plattenteilen 44, 45 in einem Bereich eingeklemmt wird, der sich in Abhängigkeit von seiner Dicke verändert. Das Plattenteil 45 wirkt also auf den Faden T über den erwähnten veränderlichen Bereich ein. Die Dickenänderung des Fadens, der zwischen den beiden Plattenteilen 44, 45 durchläuft, führt zu einer entsprechenden Änderung des Wirkungsbereichs der Federkraft, wodurch sich der an dem Faden T aufgebrachte Reibungswiderstand verändert. Bei einem besonders dicken Faden kommt ein Widerstand hinzu, der sich aus der Deformierung des Fadens beim Durchgang durch den Spalt C ergibt. Der auf den Oberfaden einwirkende Durchgangswiderstand aufgrund von Reibung und Deformierung wird automatisch durch die Fadendicke bestimmt. Je dicker der zwischen den beiden Plattenteilen 44, 45 verlaufende Oberfaden T ist, desto höher wird seine Spannung.

Der Reibungskoeffizient eines Fadens auf einer Metallplatte ist bei Baumwolle und Seide nicht der gleiche. Bei den herkömmlichen Vorrichtungen kann die auf den durchlaufenden Faden ausgeübte Spannung je nach der Fadenart mehr oder weniger variiert werden; diese Veränderung ist jedoch für die praktischen Erfordernisse bei der Ausbildung der verschiedenen Stiche keineswegs ausreichend. Die Spannvorrichtung muß daher bisher unvermeidlich nachgestellt werden, um die Fadenspannung jeder Änderung der Fadenart anzupassen. Bei der erfindungsgemäßen Spannvorrichtung übt eine Mehrzahl von Rillen 48, die auf der Fadenangriffsoberfläche 43 der

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Platte 45 gebildet ist, auf einen darüber laufenden Faden den richtigen Gleitwiderstand aus, je nach Art der vorliegenden Fäden, und zwar mittels einer Mehrzahl von geschärften Kanten, die an jeder der einander gegenüberliegenden Seitenoberflächen der Rillen gebildet sind, und in Durchlaufrichtung des Fadens. Diesbezügliche Einzelheiten werden nun anhand von Fig. 9 weiter erläutert.

Jede der Rillen 48 ist praktisch senkrecht zur Durchlaufrichtung des Fadens T. Von den beiden Seitenoberflächen 49, 50 jeder Rille 48 ist die eine Oberfläche 50, die der Durchlaufrichtung des Fadens entgegensteht, mit einer scharfen Kante 51 versehen, die sich längs des angrenzenden Bereichs der Fadenangriffsoberfläche 4 3 erstreckt. Da zwischen den beiden Plattenteilen 44, 45 ein keilförmiger Spalt G vorhanden ist, hat jede Kante 51 einen anderen Abstand von der gegenüberliegenden Fadenangriffsoberfläche 42 des Plattenteils 44. Unabhängig von der Dicke eines den Spalt G durchlaufenden Fadens kann wenigstens eine Kante 51 nur die Oberfläche des Fadens berühren, ohne diesen durch Zusammendrücken zu deformieren. Von den gängigerweise verwendeten Fadenarten ist Baumwolle flockiger als Seide. Je nach dem Ausmaß der flockigen Oberflächenbeschaffenheit ändert sich der Durchgangswiderstand des Fadens an der Kante 51. Die flockige Beschaffenheit des Fadens T wird abgestreift (geglättet), wenn der Faden durch den Spalt G verläuft, und zwar mittels der Kante 51 und entgegen der Laufrichtung des Fadens T. An der Kante 51 findet ein Faden mit größerer Oberflächenrauhigkeit einen höheren Durchgangs- bzw. GIeitwiderstand vor. Im Vergleich zu einem gewöhnlichen Seidenfaden findet also ein üblicher Baumwollfaden an der Kante 51 einen höheren Gleitwiderstand vor, selbst wenn die Dicke der beiden Fäden dieselbe ist. Dies kann leicht unter Verwendung eines Mikrometer-Dickenmessers durch Versuche bewiesen werden, bei denen Baumwoll- und Seidenfäden gleicher Dicke einen bestimmten schmalen Spalt durchlaufen, der zwischen zwei Berührungsspitzen gebildet ist

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Durch kombinierte Anwendung des Gleitwiderstandes, den der durchlaufende Faden an der Kante 51 vorfindet, und des Reibungswiderstandes zwischen den beiden Fadenangriffsoberflächen 43, 44 aufgrund der Federkraft P kann der bei dieser Ausführungsform der Fadenspannvorrichtung durchlaufende Faden die geeignete Spannung erhalten. In Fig. 11 ist in Form einer Graphik die Spannung dargestellt, die auf Fäden in Abhängigkeit von ihrer Dicke und ihrer Art ausgeübt wird. Auf der Abszisse dieser Graphik ist die Federkraft P als Funktion der Anzeige an der Handeinstellscheibe 56 dargestellt. Wie aus der Graphik deutlich hervorgeht, besteht ein großer Spannungsunterschied zwischen einem gewöhnlichen Baumwollfaden und einem gewöhnlichen Seidenfaden, unabhängig von ihrer Dicke, die jeweils gleich ist. Bei einem gewöhnlichen Nähvorgang reicht die Einstellung der Federkraft P auf den Anzeigewert "5" der Handeinstellscheibe 56 aus, um Stiche mit gutem Aussehen zu bilden. Es ist hinreichend bekannt, daß die Spannung des Unterfadens selbst bei veränderter Dicke und Fadenart nur einer geringen Einstellung bedarf.

Gewöhnliche Baumwollfäden weisen üblicherweise eine flockige Oberflächenbeschaffenheit auf; es gibt jedoch einige speziell bearbeitete Baumwollfäden, die eine möglichst geringe Flockigkeit aufweisen. Ein solcher Baumwollfaden mit geringerer Flockigkeit hat im Vergleich zu üblichen Baumwollfänden eine schwache Zugfestigkeit im Hinblick auf die Stichbildung; es ist daher bei den herkömmlichen Spannvorrichtungen erforderlich, die auf den Oberfaden durch diese Vorrichtung ausgeübte Spannung zu reduzieren. Bei der hier beschriebenen'Ausführungsform kann jedoch die Kante 51 den Oberflächenzustand des vorbeilaufenden Fadens "abfühlen" und einen entsprechenden Widerstand auf diesen in Übereinstimmung mit einem Oberflächenzustand aufweisen. Wenn der Baumwollfaden eine weniger flockige Oberflächenbeschaffenheit hat, so wird also die auf

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ihn ausgeübte Spannung automatisch herabgesetzt, so daß keine manuelle Einstellung erforderlich ist. Einige Arten von Fäden weisen auf ihrer Oberfläche große Unregelmäßigkeiten auf, andere wiederum nicht, je nach Stärke der Verzwirnung. Dieser Oberflächenzustand von Fäden kann von der Kante 51 ebenfalls erfühlt werden. Die Kante 51 ist somit als Mittel zum Abtasten des Oberflächenzustands der Fäden und Ausübung der erforderlichen Spannung völlig unabhängig von der Federkraft P und ansprechend auf den erfühlten Zustand wirksam.

Wenn der Unterfaden zur Ausbildung von SpezialStichen weit über das bearbeitete Stoffstück hochgezogen wird, z.B. zur Ausbildung von Muschel-Heftstichen, indem das Verhältnis zwischen Unterfaden und Oberfaden stark ungleich gemacht wird, ist ein manueller Eingriff erforderlich, ebenso wie bei den herkömmlichen Maschinen. Die Handeinstellscheibe 56 wird dann aus der Normalbetriebsstellung, in der die Anzeige "5" mit einer Markierung (nicht dargestellt) an dem hohlen Ausleger 21 übereinstimmt, in eine andere Stellung gebracht, in der irgendeine der Anzeigen 7-9 mit der Markierung übereinstimmt. Durch diesen Vorgang wird die Betätigungsplatte 67 in Fig. 2 nach links bewegt, um die Schraubenfeder 70 stärker zusammenzudrücken und gleichzeitig eine weitere Schraubenfeder 75 durch den Anschlagring 76 zusammenzudrücken. Dadurch wird zum einen die Federkraft P erhöht, und zum anderen wird das Plattenteil 45 in der Nähe des Stiftes 46 durch den Druckteil 71 der Freigabeplatte 59 elastisch gegen das Plattenteil 44 vorgespannt. Auf diese Weise wird die Spannung des zwischen den zwei Plattenteilen 44, 45 durchlaufenden Fadens T stark erhöht. Die Schraubenfeder 75 gewährleistet die beträchtliche Spannungserhöhung des Fadens T. Die Änderung der Federkraft P aufgrund der Verstellung der Handeinstellscheibe 56 ist nicht groß, solange die Schraubenfeder 75 unwirksam ist, wodurch die genaue Spannungseinstellung bei der Ausbildung von üblichen Stichformen erleichtert wird.

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Die Oberfaden-Spannvorrichtung nach der Erfindung ermöglicht auch dem ungeübten Benutzer, den Faden zur Ausbildung der gewünschten Stiche automatisch unter der richtigen Spannung zu halten, in Abhängigkeit von seiner Art und seiner Dicke/ allein durch Betrieb der Maschine in der Einstellung "5" der Handeinstellscheibe 56. Die erfindungsgemäße Fadenspannvorrichtung ist imstande/ auf den durchlaufenden Faden T in stabiler Weise die erforderliche Spannung auszuüben, weil die beiden Plattenteile 44, 45 selbst dann nicht miteinander auf dem Fadenweg in Berührung sind, wenn sie am stärksten aneinander angenähert sind; das Plattenteil 45 ist ferner entsprechend der Dicke des durchlaufenden Oberfadens T in geeigneter Weise schwenkbar. Für einen geübten Benutzer ist wie bei den herkömmlichen Maschinen eine Handbetätigung möglich. Das schwenkbare Plattenteil 45 wird ferner in Verbindung mit dem Anheben des Druckfüßchens 26 verschwenkt, um die beiden Plattenteile 44, 45 auf der Einlaßseite des Oberfadens T voneinander zu trennen, wodurch die Einführung des Fadens T zwischen die beiden Plattenteile 44, 45 beim Fadeneinziehen erleichtert wird. Das bewegbare Plattenteil 45 stößt ferner, wenn das Druckfüßchen 26 nach unten'gedrückt ist, auf der Eintrittsseite des Oberfadens T unter Druck gegen das feststehende Plattenteil 44 an, wodurch verhindert wird, daß der Oberfaden T den normalen Fadenweg zwischen den beiden Plattenteilen 44, 45 verläßt.

Die Fadenangriffsoberfläche 43 des Plattenteils 45 kann auch eine gekrümmte Fläche mit sehr großem Krümmungsradius anstelle einer ebenen Fläche bilden. Die Kante 51 ist, wie bereits erwähnt, zwischen der Fadenangriffsoberfläche 43 und der Seitenoberfläche 50 gebildet, und zwar diese senkrecht schneidend, wobei der gebildete Winkel θ von 90° besonders günstig ist, ein Wert von etwa 100° aber als noch brauchbarer Grenzwert anzusehen ist. Der Rand muß auf jeden Fall geschärft sein, so daß er einen Radius von weniger als 0,1 mm aufweist. Wenn

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die Kante stumpf ist, wird die Ertastungsfähigkeit für den Oberflächenzustand der Fäden verschlechtert.

Es werden nun weitere Ausführungsformen der Erfindung erläutert» In Fig. 12 ist eine Kante 151 auf dem Fadenweg zwischen einer Innenoberfläche der öffnung oder eines Loches 148 in einem Plattenteil 145 und einer Fadenangriffsoberfläche 143 gebildet. Während die Rille 48 z.B. durch Bearbeitung mit einem Schleifwerkzeug und die Kante 51 durch Oberflächenschliff oder Polieren der Fadenangriffsoberfläche 43 geschaffen werden können, kann die öffnung bzw. das Loch 148 durch Stanzen gebildet werden, gefolgt von einem ähnlichen Oberflächenschliff oder einem Poliervorgang zur Fertigstellung der scharfen Kante 151. Wie aus dieser Ausführungsform ersichtlich wird, kann eine scharfe Kante, die der Fadendurchlaufrichtung entgegengesetzt ist, aus einer Ausnehmung gebildet werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen ist ein kleiner, keilförmiger Spalt zwischen den beiden Plattenteilen unter Überwindung einer Federkraft gebildet, mit dem Zweck, die Fadenspannung automatisch in Abhängigkeit von der Fadendicke zu verändern; es ist jedoch eine andere Ausführungsform gemäß Fig. 13 möglich, bei der eine große Spannungsänderung des Fadens nur in Abhängigkeit von der Fadenart erfolgt, was durch die Erfindung in erster Linie bezweckt wird. Bei dieser abgewandelten Ausführungsform sind zwei Plattenteile 244, 245 aufgrund einer Federkraft teilweise in Oberflächenberührung, und auf der Fadeneintrittsseite ist ein Spalt E gebildet, ohne eine Federkraft zu überwinden, und eine Mehrzahl von scharfen Kanten 251 ist an der Fadenangriffsoberfläche 245 gebildet, jeweils in verschiedenem Abstand von der Fadenangriffsoberfläche 242 des Plattenteils 244. Dadurch wird gewährleistet, daß ein Gleitwiderstand in Abhängigkeit von der Oberflächenbeschaffenheit des Fadens unabhängig von der Fadendicke ausgeübt wird. Es ist aus ausreichend, nur eine solche Kante vor-

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zusehen, solange die Dicke des durchlaufenden Fadens konstant ist.

Bei den zuvor beschriebenen Ausfuhrungsformen sind die Kanten 51, 151, 251 nur an einem Plattenteil gebildet; sie können jedoch auch auf beiden Plattenteilen vorgesehen sein, wodurch sich eine stärkere Wirksamkeit ergibt. Zur Ausübung der Spannung auf den Faden aufgrund des Reibunswiderstandes desselben wird bei den beschriebenen Ausführungsformen die Schraubenfeder 70 verwendet; diese kann jedoch durch einen Elektromagneten ersetzt werden. Dabei drückt dann der Spulenanker ein Plattenteil 45 gegen das andere Plattenteil 44, und die Druckkraft kann dadurch eingestellt werden, daß die Stärke des der Spule -zugeführten elektrischen Stromes verändert wird.

Die Anwendung der Erfindung ist nicht auf Heimnähmaschinen beschränkt; vielmehr kann sie auch bei Industriemaschinen, Hemden-Nähmaschinen usw. Anwendung finden, insbesondere als Spannvorrichtung für den Oberfaden oder für den Unterfaden. Das feststehende Plattenteil kann ferner mit der Befestigungsplatte 22 einteilig ausgebildet sein. Ein Teil der Befestigungsplatte 22 wird dann geprägt, so daß ein freistehender oder gewölbter Teil entsteht, der als feststehendes Plattenteil 44 wirksam ist.

Bei den bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung entfällt also die manuelle Spannungseinstellung bei jedem Auswechseln der Fadenart, was bisher als unvermeidlich gegolten hat; erreicht wird dies durch eine Einrichtung, die in einem schmalen Spalt auf dem Fadenweg zwischen zwei Plattenteilen, die an dem Maschinenrahmen befestigt sind, einen geeigneten Durchlauf- oder Gleitwiderstand auf einen dazwischen durchlaufenden Faden in Abhängigkeit von dessen Oberflächenbeschaffenheit ausübt; dadurch wird es möglich, daß jeder zwischen den beiden

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Plattenteilen durchlaufende Faden automatisch die richtige Spannung in Abhängigkeit von der Fadenart erhält. Dadurch wird der Maschinenbetrieb bedeutend vereinfacht.

Durch weitere bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung wird die bisher übliche schwierige Einstellung der Fadenspannung vermieden, indem der schmale Spalt zwischen den beiden Plattenteilen im wesentlichen keilförmig gestaltet wird, um die oben erwähnte Einrichtung zur Ausübung des Widerstandes in dem keilförmigen Spalt anzuordnen, wodurch die Möglichkeit gegeben wird, dem Faden automatisch die zum Nähen erforderliche Spannung zu erteilen, und zwar nicht nur in Abhängigkeit von der Dicke, sondern auch von der Art der Fäden. Dadurch kann der Benutzer der Nähmaschine ohne Ausführung schwieriger Einstellarbeiten, die bisher erforderlich waren, fortlaufend Nähstiche mit einwandfreiem Aussehen herstellen.

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Claims (5)

PATENTANSPRÜCHE

1. Fadenspannvorrichtung für Nähmaschinen mit folgenden Elementen:

- zwei Plattenteilen (44, 45; 145; 244, 245), die an der Nähmaschine einander gegenüber in geringem Abstand befestigt sind;

- einer Fadenführungseinrichtung (34, 46, 47) zur Führung des Fadens zwischen den Plattenteilen entlang einem vorbestimmten Weg;

- einer Andrückeinrichtung (70) zur Erzeugung eines Drucks (P) zum Drücken eines dieser Plattenteile auf das andere zu, um der Bewegung des zwischen diesen Plattenteilen laufenden Fadens einen Reibungswiderstand entgegenzusetzen; und

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MÜNCHEN 86 · SIEBEHTSTB. 4 · POSTFACH 860780 · KABEL: MtTEBOPAT · TEt. <089) 4740 05 · TELEX 5-24885

- einer Spaltbildungseinrichtung (52) zur Bildung eines schmalen Spaltes (G), der sich längs des Weges zwischen den Plattenteilen erstreckt,

dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung (51; 151; 251) zum Ausüben eines Widerstandes in dem Spalt in Berührung mit der Oberfläche des Fadens in dem Spalt angeordnet ist, um einen weiteren, von dem Reibungswiderstand aufgrund der Andrückeinrichtung unabhängigen Widerstand der Fadenbewegung in Abhängigkeit vom Zustand der Fadenoberfläche entgegenzusetzen, wodurch die Fadenspannung automatisch in Abhängigkeit von der Art des zwischen den: ,beiden Plattenteilen verlaufenden Fadens eingestellt wird.

2. Fadenspannvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch q-ekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Ausüben eines Widerstandes eine Mehrzahl von geschärften Kantenbereichen (51, 151, 251) enthält, die an wenigstens einem (45, 145, 245) der Plattenteile gebildet sind.

3. Fadenspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines (45) der Plattenteile mit einer Mehrzahl von Rillen (4 8) versehen ist, die sich jeweils im wesentlichen rechtwinkelig zu dem Fadenweg in dem Spalt (G) erstrecken, und daß jeder der geschärften Kantenbereiche (51) sich zwischen der Fadenangriffsoberfläche (43) des einen Plattenteils (45) und einer Seitenoberfläche (50) jeder der Rillen erstreckt, wobei diese Seitenoberfläche der Fadenlaufrichtung zugewandt ist und im wesentlichen senkrecht zu der Fadenangriffsoberfläche ausgerichtet ist.

4. Fadenspannvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eines (145) der Plattenteile mit einer Mehrzahl von Löchern (148) versehen ist und daß jeder der geschärften Kantenbereiche (151) zwischen der Fadenangriffsoberfläche (143) des einen Plattenteils (145) und der Innenoberfläche jedes dieser Löcher gebildet ist.

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5. Fadenspannvorrxchtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spaltebildungseinrichtung wenigstens einen Vorsprung (52) zur Bildung dieses schmalen Spaltes (G) entgegen der Einwirkung der Andrückeinrichtung (70) enthält.

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