DE3027310A1 - Nadelantriebsvorrichtung fuer naehmaschinen - Google Patents

Description

SCHIFF ν. FDNER STREHL SCHOBEL-HOPF EBBINGHAUS FlNCK

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Antriebsvorrichtung für die Nadel einer Nähmaschine, welche eine Nadelklemme aufweist, die für eine Gleitbewegung an einer Nadelführungsstange angeordnet ist, welche gehäusefest an der Maschine angeordnet ist. Die Nadelklemme ist schwenkbar mit einem Ende eines Steuerhebels verbunden, der schwenkbar zwischen seinen Enden an einer Kurbel gehalten ist, die ein Ende einer verschwenkbar angetriebenen Maschinenwelle bildet. Das gegenüberliegende Ende des Steuerhebels steht in Wirkungsverbindung mit einem schwenkbaren Hebelelement, das an dem Gehäuse der Nähmaschine angelenkt ist.

Solche Nadelantriebsvorrichtungen erzeugen eine relative geringe Belastung an den Stützlagern und den Schwenkelementen, so daß ihr Einsatz bei mit hoher Geschwindigkeit arbeitenden Nähmaschinen besonders günstig ist.

Bei den bekannten Antriebsvorrichtungen gleitet die Nadelklemme leicht und störungsfrei längs der Nadelstange, die festgelegt und gerade ist, auch wenn die von der Nadelklemme durchlaufene Bahn etwas von einer geradlinigen Bewegung abweicht. In der Praxis läuft die Nadelklemme auf einer S-förmigen Bahn, die in Aufwärtsrichtung sehr langgezogen ist und deren Breite etwa 1/100 mm beträgt.

Infolge dieser Gestalt der Nadelbahn weicht die Nadelklemme nur mit einem Wert von wenigen μπι bezüglich der geraden Bahn ab, die die Nadelstange darstellt. Es hat sich gezeigt, daß die Abweichung bezogen auf das untere Ende der Nadelbahn erheblich größer ist, so daß der Abschnitt dieser Bahn, der während der Ausbildung der Stiche durch die Nadelklemme genutzt wird, in dem Bereich angrenzend an das untere Ende liegt. Dadurch hängt diese Länge von den Abmessungseigenschaften der Antriebsvor-

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richtung ab, mit der die Nadelklemme verbunden ist.

Während der Bildung eines jeden Stiches geht die von der Nadelklemme getragene Nadel durch das zu nähende Material bis zu einer Stelle unter der Maschinennadelplatte hindurch, an der sie in bekannter Weise mit den Maschinengreifern zur Erzielung der richtigen Schlingenbildung der von ihnen getragenen Fäden zusammenwirkt. Um dies in gleichbleibender Weise zu erreichen, muß die Stelle, an der die Nadel mit den Greifern zusammenwirkt, sich immer auf der gleichen Höhe befinden.

Während der Bildung der Stiche wird zusätzlich die Nadel um einen ausreichenden Abstand angehoben, um das darunterliegende Werkstück freizugeben, damit ein Zusammentreffen mit Vorsprüngen, Querstichen, Falten usw. verhindert wird, was den freien Lauf unterbinden könnte.

Wenn sehr dicke Materialien genäht werden, muß der Aufwärtsweg der Nadel entsprechend erhöht werden, um die gleichen Arbeitsbedingungen für mittlere Dicke oder dünne Materialien beizubehalten. Die Stelle, an der die Nadel mit den Greifern unter der Nadelplatte zusammenwirkt, muß unverändert beibehalten bleiben.

Bekanntlich wird der Aufwärtsweg der Nadel aufgrund unterschiedlicher Stärken der Arbeitsstückmaterialien dadurch erreicht, daß das bewegliche Schwenkelement des erwähnten Steuerhebels an einer anderen Stelle als an der für den Steuerhebel für die gleiche Antriebsvorrichtung ursprünglich vorgesehenen verwendet wird. Dies bedeutet, daß eine Änderung in den Gesamtabmessungen einer solchen Antriebsvorrichtung nicht erfolgt.

Ursprünglich besteht das bewegliche Schwenkelement aus einem Schwenkhebel vorher festgelegter Länge, der an seinem unteren Ende an dem Ende des Kontrollhebels angelenkt ist, das von der

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Nadel am weitesten entfernt ist. Der Schwenkhebel ist an seinem oberen Ende an dem Maschinengehäuse angelenkt und so angeordnet, daß er im wesentlichen parallel zur Nadelstange ist, wenn er sich in seiner Mittelstellung befindet. Diese Anordnung des Schwenkhebels erlaubt eine Vergrößerung des Aufwärtswegs der Nadel um einen beträchtlichen Betrag ohne Erreichen des kritischen Bereichs der von der Nadelklemme durchlaufenen Bahn nicht. Man hat deshalb eine spiegelbildliche Umkehrung dieses Schwenkhebels hergestellt und für das Zusammenwirken mit dem Steuerhebel montiert. Obwohl diese Anordnung dem beabsichtigten Zweck genügt, ergibt sich an der Antriebsvorrichtung ein Ungleichgewicht, da diese Kombination von Hebeln ihre beabsichtigten Funktionen nicht mit der Weichheit ausführen können, wie sie der ursprünglichen Form des vorgesehenen Schwenkhebels zu eigen ist.

Bekanntlich werden häufig in dem Bereich der Arbeitsflächen der Maschine hinter der Nadel Nähzubehöreinrichtungen wie Kettensticheinrichtungen, Trennmesser, zusätzliche Fördereinrichtungen und dergleichen angeordnet. Diese Einrichtungen müssen so angeordnet sein, daß ein Zusammentreffen mit dem Arbeitsstück während des Nahtbildungsvorgang nicht eintritt. Dies führt zu einem begrenzten Bereich, der für den Schwenkhebel zur Verfügung steht, für den es erforderlich ist, daß er aus der Ebene, in welcher der Steuerhebel gewöhnlich wirkt, verschoben wird. Die auf diese Weise angeordneten Hebel erzeugen einen Verschleiß zwischen den Kupplungszapfen und den zugeordneten Sitzen der Hebel sowie zwischen den Elementen, die den Schwenkpunkt im Gehäuse für den Schwenkhebel bilden. Dadurch wird verhindert, daß die Nähmaschine so wirkungsvoll wie möglich arbeitet.

Das Ziel der Erfindung besteht deshalb darin, die Begrenzungen und Nachteile der bekannten Antriebsvorrichtungen zu überwinden und im wesentlichen die gleichen Abmessungseigenschaften beizubehalten.

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Das zur Erreichung dieses Ziels zu lösende technische Problem besteht darin, daß alle möglichen zu nähenden Materialstärken in zwei getrennte Gruppen unterteilt werden und daß die erforderliche Weglänge für die Nadelklemme bestimmt wird, die für jede Gruppe geeignet ist, wobei der Betrieb mittels einer einzigen Antriebsvorrichtung möglich ist, die einen Schwenkhebel hat, der an dem Maschinengehäuse so angebracht werden kann, daß er wahlweise in jeder der beiden unterschiedlichen Stellungen positioniert werden kann, die jeweils für eine andere Weglänge der Nadelklemme vorgesehen sind.

Diese Aufgabe wird bei der Antriebsvorrichtung für eine Nadel dadurch gelöst, daß das bewegliche Schwenkelement oder der Schwenkhebel schwenkbar an dem Maschinengehäuse mittels eines Exzenterzapfens gelagert ist, dessen Exzentrizität an zwei Punkten, die einander diametral und dem Angriffspunkt des beweglichen Schwenkelements gegenüberliegen, wenigstens der einen bzw. der anderen vorgegebenen Weglänge der Nadelklemme entspricht.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß der größte Wirkungsgrad des Systems für jede der beiden Weglängen erreicht ist, was durch einen einzigen Drehzapfen möglich ist, dessen wahlweise Positionierung ein äußerst einfaches Umschalten von der einen Bahnlänge auf die andere Bahnlänge der beiden für die Nadelklemme erforderlichen unterschiedlichen Bahnlängen ermöglicht.

Gegenstand der Erfindung ist somit eine Vorrichtung zum wahlweisen Ändern des Abstands der Nadelbahn bei einer Nähmaschine, bei welcher die Nadel von einer Nadelklemme getragen und durch einen kurbelgetriebenen Steuerhebel längs einer Bahn hin- und herbewegt wird, die von einer festgelegten Führungsstange bestimmt ist. Ein Ende des Steuerhebels weist einen schwenkbar damit verbundenen Hebel auf, dessen anderes Ende mit einem exzentrisch angeordneten und wahlweise positionierbaren Zapfen in

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Schwenkverbindung steht, der aus dem Maschinengehäuse vorsteht. Jede der verfügbaren Positionen des Zapfens bildet ein Mittel zur Bewirkung einer Änderung der Entfernung, über die sich eine Nadel während der Nahtbildung bewegt, um so Arbeitsstücke unterschiedlicher Stärken aufnehmen zu können.

Anhand der Zeichnungen wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 in einer teilweise geschnittenen Seitenansicht

einen Abschnitt einer Nähmaschine mit der erfinddungsgemäßen Nadelantriebsvorrichtung,

Fig. 2 schematisch die beiden verfügbaren Arbeitsstellungen des beweglichen Schwenkelements,

Fig. 3 in einer Seitenansicht des Abschnitts von Fig. 1

eine weitere Einzelheit der Einrichtung zum Halten des bewegbaren Schwenkelements und

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV-IV von Fig. 3.

Die in Fig. 1 gezeigte Nadelantriebsvorrichtung 1 sitzt auf dem Gehäuse 2 einer Nähmaschine. Die Nadelantriebsvorrichtung hat neben anderen Teilen eine Nadelklemme 3 mit einer Nadel 4 und einer Hülse 5, die für ein freies gleitendes Verschieben an einer ortsfesten Nadelstange 6 angebracht ist, welche am Gehäuse 2 festgelegt ist und sich von ihm aus erstreckt. Die Nadelklemme 3 und die zugeordnete Hülse 5 sind mittels eines Lagerzapfens 7 miteinander verbunden, der in dem Ende 8 des Steuerhebels 9 angeordnet ist, der schwenkbar zwischen seinen Enden an einem Kurbelzapfen 10 einer Kurbel 11 gelagert ist.

Wie in Fig. 1 gezeigt ist, ist die Kurbel 11 scheibenförmig aus-

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gebildet und an einem Ende einer Steuerwelle 12 befestigt oder in einem Stück damit ausgebildet, die für eine oszillierende Bewegung bzw. Schwenkbewegung im Gehäuse 2 gelagert ist. Die Steuerwelle 12 ist senkrecht zum Steuerhebel 9 angeordnet. Das Ende 13 des Steuerhebels 9, das dem Ende 8 gegenüberliegt, trägt einen Zapfen 14, der für eine Schwenkverbindung des Steuerhebels mit dem unteren Ende eines beweglichen Schwenkelements dient, das von einem Hebel 15 gebildet wird. Das obere Ende des Hebels 15 ist an einem Zapfen 16 schwenkbar angebracht, der sich vom Gehäuse 2 aus erstreckt und davon getragen wird. Die Montagestellung des Hebels 15 am Zapfen 16 und die Zuordnung zum Steuerhebel 9 ist derart, daß der Hebel 15 veranlaßt wird, sich in einer Richtung zu erstrecken, die im wesentlichen parallel zur Nadelstange 6 ist, wodurch die Bewegungsbahn der Nadel 3 bestimmt ist, was im folgenden noch erläutert wird.

Die Nadelstange 6 zwingt die Nadelklemme 3 nicht zu einem Lauf auf einer geraden Bahn, sondern dient dazu, ein Kippen oder Umherbewegen der Nadel 4 zu verhindern, da das Ende 8 des Steuerhebels 9 und die ihm wirkungsmäßig zugeordnete Nadelklemme 3 beide auf einer im wesentlichen geradlinigen Bahn laufen. Wie erwähnt ist die Bahn, auf der die Nadelklemme 3 läuft, nicht vollkommen geradlinig, kann jedoch als solche innerhalb eines bestimmten Wertes der Bahn der Nadelklemme angesehen werden. Die Nadelklemme 3 wird längs des Abschnitts der Bahn hin- und herbewegt, die dem Abschnitt entspricht, der im wesentlichen durch den Kurbelzapfen 10 geradlinig bleibt, welcher sich in einem Abstand von der Achse der Steuerwelle 12 befindet, der etwa 1/6 der Gesamtlänge des Steuerhebels 9 (Fig. 2) beträgt. Die Kurbel 11 überträgt ihre Schwenkbewegungen von annähernd 50° auf den Steuerhebel 9 mittels ihres Zapfens 10, der sich von dem Punkt A zum Punkt B umgekehrt längs des Bogens X in Fig. 2 bewegt. Wenn der Steuerhebel 9 am Hebel 15 verschwenkt wird, folgt dadurch der Steuerhebel den Bewegungen des Kurbelzapfens 10 längs des Bogens X mit einem Minimum an Widerstand. Während dieser Bewegungen bewegt sich das Ende 13 des Steuerhebels 9 längs des

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Bogens Y/ der von dem Zapfen 14 gebildet wird, wenn er sich vom Punkt C zum Punkt D und umgekehrt entsprechend jeder Bewegung des Kurbelzapfens 10 von A nach B oder von B nach A bewegt.

Wie in Fig. 2 gezeigt ist, wirkt die ausgewählte Position des Hebels 15 am Gehäuse 2, wenn der Kurbelzapfen 10 im Punkt B ankommt, so, daß das Ende 8 des Steuerhebels 9 sich in seiner obersten Stellung E befindet. Wenn das Ende 8 in dieser Stellung ankommt, hat auch die Nadelklemme 3 ihre obere Totpunktstellung zusammen mit der Hülse 5 erreicht. Eine solche Bewegung der Nadelklemme 3 bedingt ein Durchlaufen einer Entfernung von etwa 24 mm mit einem Minimum an Widerstand. Wenn eine größere Bahnstrecke für die Nadelklemme 3 erwünscht ist, wird die Kurbel 11 so eingestellt, daß sie über mehr Winkelgrade verschwenkt wird, wofür die bekannten innenliegenden Elemente der Maschine eingestellt werden, die wahlweise zur Steuerung der Schwenkbewegungsgrade der Steuerwelle 12 stellbar sind.

Durch die Erfindung wird eine Einrichtung geschaffen, die eine Vergrößerung der oben beschriebenen Schwenkentfernung bzw. Schwenkstrecke der Kurbel 11 kompensiert, indem eine Einrichtung für ein wahlweises Ändern der Arbeitsstellung des Hebels 15 am Gehäuse 2 geschaffen wird, wodurch dieser wahlweise entweder in der Stellung F oder in der Stellung G in Fig. 2 positioniert werden kann. In dieser Figur ist die Stelle 15' des Hebels 15 gezeigt, nachdem seine Arbeitsstellung wahlweise von der Stellung F zur Stellung G verändert worden ist. Die Stellung G, die sich angrenzend an und in einem geringen Abstand zur Stellung F befindet, wird für tolerierbare Werte berechnet, so daß die Differenz zwischen der tatsächlichen Bahn, die die Nadelklemme 3 ausführt, und der durch die ortsfeste Nadelstange 6 dargestellten geraden Bahn und insbesondere in Verbindung mit dem oberen Totpunkt der Nadelklemme reduziert wird. Der unterste Bahnpunkt der Nadelklemme bleibt in beiden Stellungen des Hebels 15 aus naheliegenden Gründen der Zeitsteuerung unverändert, so daß die Nadel und die Greifer auf der gleichen Höhe für die richtige

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Stichausbildung zusammenwirken.

Zur Erzielung der beiden Positionen für den Zapfen 16 als Position ierungspunkte für den Hebel 15 am Gehäuse 2 ist der Zapfen so ausgebildet, daß er exzentrisch von eiern Ende eines zylindrischen Bolzens 17, wie dies in den Figuren 3 und 4 gezeigt ist, absteht, wobei die Achse des Bolzens parallel zur Achse des Zapfens ist, sich jedoch in einem geringen Abstand dazu befindet. Die Exzentrizität dieses Zapfens entspricht an zwei Punkten, die einander diametral gegenüberliegen, den beiden verschiedenen Positionen für den Hebel 15, um einen vorher festgelegten Bahnabstand durch die Nadelkelmme 3 wahlweise zu bewirken. Der zylindirsche Bolzen 17 ist in einer geeigneten Bohrung oder in einem Sitz 18 im Gehäuse 2 angeordnet. Der Sitz 18 befindet sich an einer Stelle zwischen den beiden wahlweise verfügbaren Positionen für den Hebel 15, die die Entfernung bzw. die Strecke bestimmen, auf der sich die Nadelklemme 3 bewegt, während sie ihre beabsichtigte Funktion ausführt.

Durch wahlweises Drehen des zylindrischen Bolzens 17 in seinem Sitz 18 kann der Zapfen 16 schnell und einfach in jede der beiden gewünschten Positionen zur Lagerung des Hebels 15 gebracht werden. Um diese Einstelländerung zu vereinfachen und um den Zapfen 16 genau zu positionieren, ist der zylindrische Bolzen 17 mit zwei planparallelen Oberflächen 19 und 20 versehen, die an der Umfangsfläche des zylindrischen Elements diametral gegenüberliegend ausgebildet sind. Eine Stellschraube 21, die in einer Gewindebohrung im Gehäuse 2 so angeordnet ist, daß sie an der einen oder anderen der planparallelen Flächen 19 und 20 angreift, bildet eine Einrichtung zur Fixierung der Position des Zapfens 16 in der gewählten Stellung für die Lagerung des Hebels 15.

Die erfindungsgemäße Nadelantriebsvorrichtung hat den Vorteil einer außergewöhnlichen Glätte des Nadelklemmenlaufs in den beiden wahlweise verfügbaren Arbeitsstellungen des Hebels 15.

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Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß ein einziges Gehäuse für Maschinen verwendet werden kann, die Nadelkleitunen haben, welche sich auf Bahnen unterschiedlicher Längen bewegen können und die keine Steuerbauelemente unterschiedlicher Größen erfordern, um eine Änderung von einer Bahnlänge zur anderen zu bewirken.

Durch den exzentrischen Zapfen 16, der ein festes Element des zylindrischen Bolzens 17 bildet, der einstellbar in dem Gehäuse 2 an einer Stelle zwischen den beiden Positionen sitzt, an denen er wirken muß, um zwei unterschiedliche Bahnlängen der Nadelklemme zu bewirken, wird zusätzlich eine Einrichtung für eine genaue Positionierung des Hebels 15 im Bereich der gewünschten speziellen Position geschaffen. Durch einfaches Drehen des zylindrischen Bolzens 17 in seinem Sitz 18 ist es möglich, alle Fehler zu korrigieren, die in der Position des Zapfens 16 bezüglich der Nadelstange 6 vorkommen können, und die Stellung des Hebels 15 bezüglich der Nadelstange zu korrigieren.

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Claims (4)

Patentansprüche

1. Nadelantriebsvorrichtung für eine Nähmaschine mit einer Nadelklemme, die durch ein Ende eines Steuerhebels hin- und herbewegbar ist, der zwischen seinen Enden an eine angetriebene Schwenkkurbel angeschlossen und während seiner hin- und hergehenden Bewegung durch eine Nadelstange geführt ist, die an dem Maschinengehäuse befestigt ist, gekennzeichnet durch

a) einen Hebel (15), der schwenkbar mit dem Ende des Steuerhebels verbunden ist, das seiner Verbindung mit der Nadelklemme gegenüberliegt,

b) durch einen Zapfen (16), der das gegenüberliegende Ende des Hebels (15) mit dem Maschinengehäuse verbindent, und

c) durch Einrichtungen zum wahlweisen Positionieren des Zapfens (16) in einer Vielzahl vorher festgelegter Stellungen am Gehäuse, um einen unterschiedlichen Abstand der Bewegung der Nadelklemme durch den Steuerhebel in jeder der vorher festgelegten Stellungen zu bewirken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (16) an einem zylindrischen Bolzen (17) befestigt ist und davon absteht, wobei der Bolzen (17) in einem Sitz (18) im Gehäuse angeordnet ist.

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3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse des Zapfens (16) im Abstand von der Achse des zylindrischen Bolzens (17) angeordnet ist und sich in einer Ebene parallel zu dieser Achse erstreckt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zum wahlweisen Positionieren des Zapfens (16) ein Paar von diametral gegenüberliegenden planaren Flächen (19, 20), die an der ümfangsflache des zylindrischen Bolzens (17) ausgebildet sind, und Einrichtungen aufweisen, die in dem Gehäuse für den Eingriff mit einer ausgewählten Oberfläche der planaren Oberflächen angeordnet sind, um die Position des Zapfens (16) zu fixieren.

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