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B e s c h r e i b u n g
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Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine und insbesondere ein Fadenzuteilsystem
für Steppstich-Nähmaschinen.
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In der US Patentanmeldung Serien-Nr. 091 924 mit dem Titel "Padenzuteilsystem
für eine Nähmaschine" wird ein Faden zuteilsystem beschrieben; das einen Fadenhalter
mit langgestreckten Elementen aufweist, die den Faden erfassen und für die weitere
Verarbeitung durch die Nadel und den Schlingenfänger einer Steppstich-Nähmaschine
zumessen. Das System weist ferner eine Spannvorrichtung ohne Einsteilfeder auf.
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Der Faden erstreckt sich von einer Quelle zur Spannvorrichtung und
dann von dieser zu dem Fadenhalter. Von dem Fadenhalter läuft der Faden zur Nadel.
Ein Aufnehmer, der den Fadenhalter überspannt, setzt die Stiche und zieht den Faden
durch die Spannvorrichtung. Der Aufnehmer bewegt den Faden in eine Richtung im Halter
zu einer Stichposition an einem Ende seines Arbeitsbereiches und bewegt sich in
die entgegengesetzte Richtung frei vom Faden zum anderen Ende seines Arbeitsbereiches,
wonach der Faden im Halter in eine Stellung für eine erneute Eingriffliahme mit
dem Aufnehmer bewegt wird, um den Weg des Fadens zwischen der Spannvorrichtung und
der Nadel zu verkürzen, so daß eine Fadenlänge hierdurch zur Verarbeitung durch
die Nadel und-den Schlingenfänger zugeführt wird. Die Spannvorrichtung ist an einer
Seite der langgestreckten Elemente des Fadenhalters.an einer Stelle relativ zu den
Arbeitsgrenzen des Aufnehmers angeordnet, damit der Faden, wenn sich der Aufnehmer
an dem anderen Ende seines Arbeitsbereiches befindet, von der Spannvorrichtung abgezogen
werden kann, ohne daß er von der Fadenquelle abgenommen wird, wobei im Faden dann
eine geringere Spannung vorliegt als es der Fall wäre, wenn durch die Arbeit des
Aufnehmers der Faden von der Fadenquelle abgenommen werden würde.
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Die Erfindung stelle eine Verbesserung des Fadenzuteilsystems nach
der vorerwähnten US Patentanmeldung No. 091 924 dar. Erfindungsgemäß wird verhindert,
daß die langgestreckten Elemente des Fadenhalters auf die Nadel sowie das Einfädelungssystem
und auf die mit dem Aufnehmer verbundenen Mechanismen zu Beschädigungen führende
Kräfte ausüben. Die langgestreckten Elemente sind'so befestigt und ausgebildet,
daß beide Elemente in Friktionsberührung mit dem dazwischen befindlichen Faden während
der Bewegung des Fadens frei vom Aufnehmer treten. Der Aufnehmer ist jedoch so ausgebildet
und angeordnet, daß der Faden im Halter durch den Aufnehmer weg von einem der fadenhaltenden
Elemente während der Bewegung des Aufnehmers in die Stichsetzrichtung gezogen wird.
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Der Fadenhalter kann hierdurch keine übermäßige Übergangskraft auf
den Faden und die mit dem Aufnehmer verbundenen Mechanismen während der Bewegung
des Aufnehmers in die Stichsetzrichtung ausüben. Ein speziell ausgebildeter Arm
des Aufnehmers dient dazur eine übermäßige Spannung in dem Faden während der Bewegung
des Aufnehmers in die Fadensetzrichtun£ abzubauen, und die Fadenspannvorrichtung
des Systems belauf schlagt den Faden, der aus der Vorrichtung an Stellen innerhalb
eines definierten Bereiches austritt, mit einer geringen Spannkraft.
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Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung
näher erläutert. Es zeigen Figur 1 eine Vorderansicht von dem Kopfendbereich einer
Nähmaschine mit einem Fadenzuteilsystem nach der Erfindung, Figur 2 eine endseitige
Ansicht des Kopfendbereiches der Maschine mit weggenommenem Abschlußdeckel, Figur
3 eine vergrößerte geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie 3-3 in Figur 2 mit
Darstellung der
Lage des Fadens im Fadenhalter der Maschine während
der Abwärtsbewegung des Fadens Figur 4 eine vergrößerte perspektivische Ansicht
des Aufnehmerelementes der Maschine, Figur 5 eine auseinandergezogene perspektivische
Ansicht der Fadenspannvorrichtung der Maschine, Figur 6 eine vertikal geschnittene
Ansicht der Fadenspannvorrichtung Figur 7 eine geschnittene Ansicht längs der Schnittlinie
7-7 in Figur 6 Figur 8 eine etwas schematische Darstellung des Arbeitsbereiches
des Aufnehmerelementes relativ zur Spannvorrichtung Figur 9 eine vergrößerte Ansicht
längs der Schnittlinie 9-9 in Figur 6 Figuren 10,11,12 und 13 schematische perspektivische
Ansichten zur Darstellung des Arbeitsablaufes des Fadenzuteilsystems Figur 14 eine
etwas schematische Darstellung bezüglich der Arbeitsstellungen des Aufnehmerelementes
während der Bewegung in die Stichsetzrichtung, Figur 15 eine vergrößerte geschnittene
Ansi.cht ähnlich Figur 3 zur Darstellung der Lage des Fadens im Fadenhalter der
Maschine während der Aufwärtsbewegung des Aufnehmerelementes.
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In der Zeichnung und insbesondere in Figuren 1 und 2 betrifft das
Bezugszeichen 10 einen Teil von einer Steppstich-Nähmaschine mit einer das Nähgut
abstützenden Grundplatte 12, einem Kragarm 14 und einem Nähkopf 16. Eine Nadelstange
18 wird im Nähkopf auf- und abbeweglich von einer sich drehenden Armwelle 20 gehalten,
die über eine Kurbel 22 mit Ausgleichsgewicht, einen Antriebsverbindungshebel 24
und schließlich eine Lagerschale 26, die schwenkbeweglich mit der Nadelstange verbunden
ist, wirkt. Eine Nähnadel 28 wird von dem unteren Endabschnitt der Nadelstange 18
getragen und wirkt mit einem Drehschlingenfänger 30 zusammen, der in der Grundplatte
gelagert ist und in zeittaktmäßiger Beziehung zur Armwelle in bekannter Weise angetrieben
wird, um den Nadelfaden 32 unter Bildung von Steppstichen mit dem Spulenfaden 34
zu verketten. Eine detaillierte Beschreibung der Art und Weise, wie diese Steppstiche
gebildet werden, ist z.B.
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in der US Patentschrift 2 862 468 betreffend eine Nähmaschine für
Zierstiche zu finden. Ein Stoffdrückerfuß 36, der an einer Stoffdrückerstange 38
befestigt ist, )cit. die Aufgabe, das Nähgut 37 und 39 in Berührung mit einem Transporteur
40 zu bringen, durch den das Nähgut unter der Nadel 28 vorbewegt wird.
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Der Transporteur bewegt sich in zeittaktmäßiger Beziehung zur Nadel
und zum Schlingenfänger mit Hilfe eines herkömmlichen Nähgutvorschubmechanismus,
bei dem es sich um eine Bauart handeln kann, wie sie z.B. in der US Patentschrift
3 527 183 mit dem Titel "NähgutvorSchubmechanismuS für Nähmaschinen gezeigt und
beschrieben ist.
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Der Faden 32 wird der Nadel 28 durch das erfindungsgemäße Fadenzuteilsystem
zugeführt, das einen Fadenhalter 42, ein Aufnahmeelement 44 und ein Spannvorrichtung
46 umfaßt. Wie dargestellt, erstreckt sich der Faden von einer Spule 48
durch
eine Fadenführung 50 und längs einer Führung 52 zur Spannvorrichtung 46. Der Faden
läuft durch die Spannvorrichtung und dann in den Fadenhalter 42, wo er zwischen
langgestreckten Elementen 54 und 56 des Halters und über das Aufnahmeelement 44
läuft, das die Elemente 54 und 56 überspannt.
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Hinter dem Halter 42 erstreckt sich der Faden zur Nadel, wo er durch
die öse 58 geführt ist. Der Faden 32 wird im Fadenhalter durch das Aufnahmeelement
nach oben bewegt und im Fadenhalter, wenn vom Aufnahmeelement frei gekommen, nach
unten bewegt.
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Die langgestreckten Elemente 54 und 56 des Fadenhalters 42 sind mit
der Vorderfläche der Nähmaschine durch Schrauben 60 und 62 verklemmt, die sich durch
ein integral am Element 54 angeformtes Basisteil 64 und einen Kopf stirnrahmen 66
in das langgestreckte Element 56 erstrecken. Das Element 54 ist eine zylindrische
Stange und das Element 56 weist eine Ausnehmung 70 auf, die teilweise das Element
54 umgibt. Der Abstand 72 zwischen den Elementen 54 und 56 ist so, daß der Faden
32 während der Abwärtsbewegung im Aufnahmeelement in Friktionsberührung mit voneinander
in Abstand liegenden Bereichen 74 und 76 des Elementes 56 an der Fadeneinlaufw bzw.
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Fadenaustrittsseite 78 und 80 des Fadenhalters kommt und weiter zwischen
den beabstandeten Bereichen am Element 56 bei 82 in Friktionsberührung mit dem Element
54 steht. (Vgl. Figur 3).
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Das Aufnahmeelement 44 ist an einem Stummelarm 84 befestigt, der von
einem Ende eines Hebels 86 absteht, welcher an seinem einen Ende schwenkbeweglich
mit der Kurbel 22 verbunden ist. Ein Hebel 88 ist an einem Ende des Hebels 86 wie
dargestellt angelenkt und schwenkbeweglich am gegenüberliegenden Ende mit einem
feststehenden Element 90 verbunden. Eine Drehung der Armwelle 20 bewirkt eine Bewegung
des Hebels 86
durch die Kurbel 22, wobei der in seiner Bewegung
durch den Hebel 88 geführte Hebel 86 eine auf- und abgehende Bewegung dem Aufnahmeelement
44 längs der langgestreckten Elemente 54 und 56 in zeittaktmäßiger Beziehung zur
Arbeit der Nadel 28 und des Schlingenfängers 30 verleiht.
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Wie dargestellt weist das Aufnahmeelement 44 Fadentragarme 92 und
94 auf, die sich an der Fadeneintritts- bzw. Fadenaustrittsseite des Fadenhalters
42 vorbeierstrecken und bei 95 die Vorderseite des Fadenhalters überspannend miteinander
verbunden sind. Die Arme 92 und 94 sind abgewinkelt, um fadentragende Mulden 96
und 98 zwischen den auseinanderlaufenden Abschnitten zu bilden. Wie dargestellt
(vgl. Figuren 2 und 4) ist der die Mulde bildende Winkel A am Arm 92 an der Fadenaustrittsseite
des Fadenhalters größer als der die Mulde bildende Winkel B am Arm 94 an der Fadeneintrittsseite
des Halters.
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Die Spannvorrichtung 46 ist an der Außenfläche der Maschine durch
eine Schraube 100 befestigt, die in Eingriff mit einer starren Halterung 102 an
der Vorrichtung steht und sich in den Nähkopf 16 erstreckt. Die Spannvorrichtung
ist an einer Seite des Fadenhalters an einer Stelle relativ zum Arbeitsbereich des
Aufnahmeelementes 44, wie nachiolgend beschrieben, angeordnet.
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Die Spannvorrichtung weist Platten 104, 106 und 108, ein federndes
Element 110, das die Platten mit einer Fadenspannkraft beaufschlagtund eine Endkappe
112 auf. Die Platten und das die Kraft aufbringende Element 110 sind lose auf einer
Distanzhülse 114 angeordnet und werden in zusammengefügter Beziehung zwischen der
Halterung 102 und der Endkappe 112 durch eine Schraube 116 gehalten. Die Halterung
102 trägt einen feststehenden Stift 117, der lose in ausgerichtete Bohrungen 118,
120, 122 und 124 in den Platten 104,106,108 bzw.
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dem Element 110 einsitzt, und einen weiteren feststehenden Stift 126,
der lose zu ausgerichteten Bohrungen 128, 130, 132 und 134 in den Platten 104,106,108
und dem Element 110 ausgerichtet liegt.
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Das obere Ende des Elementes 110 ist am oberen Ende der Halterung
102 durch eine Schraube 136 befestigt, die sich durch diese Teile und eine dazwischenliegende
Distanzhülse 138 erstreckt. Ein Knopf 140 an der Spannvorrichtung trägt eine Stange
144, die sich von dem Knopf durch Langlöcher 146 und 148 im Element 110 und der
Halterung 102 erstreckt. Ein Sprengring 149 an der Stange 144 wird durch die Federkraft
des Elementes 110 auf den Knopf 140 gegen die Halterung 102 gedrückt. Eine Abwärtsbewegung
des Knopfes führt dazu, daß die Platten 104, 106 und 108 durch einen Vorsprung oder
eine Nase 150 am Element 110 enger zusammenbewegt werden, was die Spannung auf den
Faden 32 erhöht, während eine Aufwärtsbewegung des Knopfes diese Spannung verringert.
Der Faden hat in der Zeichnung eine Lage zwischen den Platten 106 und 108, doch
könnte er sich ebenso gut zwischen den Platten 104 und 106 erstrecken oder es könnten
zwei Fäden vorhanden sein, von denen sich einer zwischen den Platten 104 und 106
und der andere zwischen den Platten 106 und -108 erstreckt, wenn die Maschine so
aufgebaut ist, daß sie mit einer Doppelnadel den Nähvorgang durchführt.
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Wie in Figuren 1 und 8 gezeigt, erstreckt sich der Faden 32 nach unten
zu der Spannvorrichtung und läuft dann um Stifte 126 und 117 im unteren Teil der
Spannvorrichtung, bevor er diese verläßt. Der Faden tritt in die Vorrichtung bei
152 ein und erstreckt sich annähernd vertikal zum Stift 126.
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Jenseits des Stiftes 117 erstreckt sich der Faden zu einer variablen
Austrittsstelle. Die Spannvorrichtung ist in Bezug auf den Arbeitsbereich des Aufnahmeelementes
44 so angeordnet,
daß der Faden 32 aus der Spannvorrichtung nahe
deren oberem Ende bei 154 austritt, wenn das Aufnahmeelement 44 sich am oberen Ende
seines Arbeitsbereiches befindet (durch ausgezogene Linien wiedergegebene Stellung
in Figur 8) und andererseits so, daß,wenn sich das Aufnahmeelement am unteren Ende
seines Arbeitsbereiches befindet (durch gestrichelte Linien angedeutete Stellung
in Figur 8)j der Faden von der Spannvorrichtung bei einer Absenkung der Fadenaustrittsstelle
zum Beispiel bis zu einer bei 156 angedeuteten Extremstellung oder zu Stellungen
zwischen 154 und 156 je nach Länge des von der Maschine angebrachten Stichs und
der Dicke des zu nähenden Materials erhalten werden kann, ohne daß der Faden zwischen
die gegenüberliegenden Oberflächen der Platten an der Stelle, wo der Faden in die
Vorrichtung hineingelangt, gezogen wird.
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Der Vorsprung 150 ist am Element 110 angeordnet und tritt in Berührung
mit der Platte 108 an einer Stelle, die inseitig des Fadenweges in der Spannvorrichtung
liegt und etwa diametral gegenüber einer mittleren Lage des mögl-.chen Fadenaustrittsbereiches
längs der Kante der Vorrichtung zwischen den Stellen 154 und 156 angeordnet ist.
(vgl Figur 9).
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Infolge davon wird der Faden an der Stelle, wo er die Vorrichtung
verläßt, mit einer geringeren Kraft beaufschlagt als an der Stelle, wo er in die
Vorrichtung hineinläuft/und bleibt die auf den Faden einwirkende Kraft an der Stelle,
wo der Faden die Vorrichtung verläßt im wesentlichen während der gesamten Abwärtsbewegung
an sämtlichen Stellen innerhalb des möglichen Austrittsbereiches konstant.
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Wenn das Aufnahmeelement 44 während des Betriebs der Maschine eine
Abwärtsbewegung von dem oberen Ende seines Arbeitsbereiches beginnt, wird der Faden
32 im Fadenhalter 42 vorübergehend in der obersten Stellung zwischen den Elementen
54
und 56 gehalten. Isei fortschreitender Abwärtsbewegung erfährt
jedoch der Faden allmählich eine Bewegung nach unten im Fadenhalter etsprched dem
Abzug durch die Nadel 28 und den Schlingenfänger 30 und kommt erneut in Berührung
mit dem Aufnahmeelement, wenn dieses sich am unteren Ende seines Arbeitsbereiches
befindet. Während der Abwärtsbewegung des Fadens im Fadenhalter steht der Faden
in Reibberührung mit den beabstandeten Bereichen 74 und 76 am Element 56 und mit
dem Element 54 an der Stelle 82. Infolge davon unterliegt der zur Nadel und zum
Schlingenfänger laufende Faden einer Spannung, die dazu dient, den Faden zurück
in die Einlaufstelle 157 des Schlingenfängers zu drücken (Fig. 10) und ihn durch
den Schlingenfängeruntereinen Niederhalteansatz 158 für ein Spulengehäuse 160 ohne
Schwierigkeiten zu bewegen.
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(Fig. 11).
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Eine maximale Fadenlänge wird vom Schlingenfänger 1601 kurz bevor
dieser die Stellung nach Figur 12 erreicht, gefordert, wo eine Schlinge 162 von
dem Spulengehäuse abgeworfen wird, wobei eine von dem Fadenhalter nicht verfügbare
Fadenlänge von der Spannvorrichtung 46 zugeführt wi.rd, wenn der Bedarf des Schlingenfängers
auf ein Maximum ansteigt. Dieser Faden wird nur mit geringer durch die Spannvorrichtung
ausgeübterSpannkraft zugeführt, da sowohl der Faden lediglich dadurch erhalten wird,
daß sich die Fadenaustrittsstelle an der Spannvorrichtung (z.B. von 154 auf 164
in Figur 9) ändert und der Faden nicht über die Spannvorrichtung von der Vorratsspule
abgezogen wird und andererseits der Faden nur von einer Stelle der Spannvorrichtung
erhalten wird, an der auf den Faden eine geringe Kraft ausgeübt wird.
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Nach dem Abwerfen wird der Faden von dem Aufnahmeelement 44 im Fadenhalter
zu der vorübergehenden Haltestellung zwischen den langgestreckten Elementen 54 und
56 angehoben. Wenn sich
der Faden durch das Aufnahmeelement nach
oben bewegt, wird die abgeworfene Schlinge um den Spulenfaden 34 geschlossen und
ein Stich mit leichter Spannung festgelegt (vgl. Fig. 13), ohne daß der Faden von
der Vorratsspule abgezogen wird.
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Danach wird das Material unter den Transporteur bewegt und setzt sich
der Aufnahmevorgang fort, um den Faden zur vollständigen Festlegung des Stiches
mit einer größeren Spannung anzuheben, während der Faden durch die Spannvorrichtung
von der Vorratsspule abgenommen wird. Während der Aufwärtsbewegung des Fadens im
Fadenhalter durch das Aufnahmeelement (Figur 14) wird der Faden durch das Aufnahmeelement
aus der Friktionsberührung mit den Bereichen 74und 76 des Elementes 56 gemäß Figur
3 in eine Stellung (Figur 15) gezogen, bei der der Faden nicht in Berührung mit
dem Element 56 steht, wodurch der durch den Fadenhalter auf den Faden ausübte Reibwiderstand
verringert wird. Diese Verringerung des Reibwiderstandes hat die vorteilhafte Wirkung,
daß die von dem Faden 32 auf das Aufnahmeelement ausgeübte Abwärtskraft sowie die
Reaktionskräfte in den Mechanismen, die das Aufnahmeelement antreiben, herabgesetzt
werden. Der verringerte Reibwiderstand erleichtert ferner das Vore5nsetzcn eines
Stiche mit geringer Spannung im Faden Wie zuvor erwähnt, besteht in Bezug auf die
die Mulden bildenden Winkel A und B an den betreffenden Armen 92 und 94 des Aufnahmeelementes
ein Unterschied. Der geringere Winkel A ermöglicht es, daß-der Faden 32 am Arm 92
nach oben wandern kann, wenn der Faden durch den Aufnehmer rasch nach oben beschleunigt
wird, so daß einffl Spannung, die sich infolge dieses Umstandes im Faden einstellen
will, nachgegeben wird.
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Es versteht sich, daß die Beschreibung eine bevorzugte Ausführungsform
der Erfindung betrifft und insofern nicht als einschränkend anzusehen ist. Verschiedene
Änderungen und Modifikationen können an der gezeigten und beschriebenen Anordnung
vorgenommen
werden, ohne daß dadurch vom Wesen und Schutzbereich der Erfindung abgewichen wird.
Obgleich z.B.
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der Fadenhalter in Verbindung mit-Elementen 54 und 56 gezeigt ist,
die sich parallel zueinander und mit konstantem Abstand längs der Strecke erstreckt,
über die der Faden 32 längs der Elemente bewegbar ist, kann der Fadenhalter auch
so modifiziert werden, daß der Abstand zwischen den Elementen jenseits einer ausgewählten
Stelle an dem nach unten gerichteten Wey des Fadens im Fadenhalter zunimmt, um den
Reibwiderstand des Fadenhalters auf den nach unten sich bewegenden Faden an einem
Abschnitt auszuschalten, wo dieser Reibwiderstand nicht erforderlich ist.
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