DE3222716C2 - Nähvorrichtung - Google Patents

Abstract

Es wird ein Nähsystem vorgeschlagen, das einen Nähkopf mit Fadenspanner, einen Drückerfuß, eine Unterfadenrolle mit einem Greifer zur Führung des Unterfadens und Transporteinrichtungen zum Weitertransportieren des zu behandelnden Werkstückes aufweist. Diesen einzelnen Elementen sind getrennte Antriebe zugeordnet, die von einer Steuereinrichtung synchron angesteuert werden.

Description

Bei sämtlichen im Stand der Technik vorbekannten, voranstehend beschriebenen Nähvorrichtungen werden

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nähvorrichtung 40 somit ausschließlich Elektroantriebe mit den jeweils angemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. geführten Nachteilen verwendet Darüber hinaus sind Eine Nähvorrichtung der gattungsgemäßen Art ist aus der DE-OS 3018 892 und der US-PS 38 12 801 aus der DE-OS 20 18 338 vorbekannt. Bei dieser Näh- druckluft- betriebene Nähvorrichtungen vorbekannt, vorrichtung ist das Oberteil mit dem Nadelantriebsag- Die Nähvorrichtung für medizinische Eingriffe gemäß gregat vom Unterteil mit dem Spulen- oder Greiferan- 45 DE-OS 30 18 892 ist keine Nähvorrichtung im eigentlitriebsagregat bereits physisch voneinander getrennt, chen Sinne, da nur ein Nadel-Bewegungsmechanismus wobei sich zwischen Oberteil und Unterteil keine me- über pneumatische Kolben bebildet wird. Weitere EIechanischen Verbindungsglieder mehr befinden und da- mente einer herkömmlichen Nähvorrichtung sind nicht mit der Durchgangsraum für das Nähgut vergrößert ist. vorgesehen. Die Nähvorrichtung gemäß US-PS Um den Betrieb der beiden Antriebsaggregate von 50 38 12 801 besitzt einen herkömmlichen elektro-mecha-Ober- und Unterteil der Nähvorrichtung zu koordinie- nischen Antrieb für die Nadelbewegung. Von dieser ren und zu synchronisieren, ist eine Vielzahl von elektri- über eine pneumatische Zusatzeinrichtung die Zickschen Steuer- bzw. Regeleinrichtungen vorgesehen. Je- Zack-Bewegung des schwenkbaren Oberteils der Nähdem Antriebsaggregat von Ober- und Unterteil sind vorrichtung abgeleitet.

wiederum einem Vielzahl synchronisierter elektrischer 55 Die im Stand der Technik vorbekannte Nähvorrich-Motorantriebe zugeordnet, welche die beiden Antriebs- tungen haben noch den wesentlichen Nachteil, daß die aggregate von Ober- und Unterteil im Gleichlauf ent- einzelnen Elemente hinsichtlich ihrer Kraftübertralang der X- und Y-Achse verschieben, wobei zusätzlich gungsbereiche nicht an die Stoffart, die Zahl der Stofflasynchronisierte elektrische Motorantriebe zum Drehen gen, an die gewählten Fertigungsverfahren und dgl. ander Antriebsaggregate von Ober- und Unterteil im 60 gepaßt und im Betriebszustand nicht verändert werden Gleichlauf um die Z-Achse der Nadel vorgesehen sind. können.

Dabei sind die elektrischen Motorantriebe einerseits Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer

synchronisierte Paare von Λ"- und V-Achsen- Schrittmo- Nähvorrichtung der gattungsgemäßen Art, insbesondetorantrieben und andererseits synchronisierte Umfangs- re für die Fertigung in der Bekleidungsindustrie, die Schrittmotoren mit Zahnradgetriebe. Nachteilig hierbei 65 Freiheitsgrade der Einzelelemente zu optimieren, um sind somit die Vielzahl erforderlicher Elektroantriebe die Kraftübertragungsbereiche der Einzelelemente unmit zum Teil erheblichem Bauvolumen sowie die hier- abhängig voneinander an die Stoffart, die Zahl der aus resultierenden, aufwendigen elektrischen Steuer- Stofflagen, die gewählten Fertigungsverfahren u.dgl.

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anpassen und im Betriebszustand verändern zu können, bearbeitenden Material oder abhängig von der ge-

und ferner die Masse und das Volumen der Antriebe wünschten Stichart automatisch gesteuert werden kann,

möglichst klein zu halten. Durch die Verwendung der Impulshydraulik, die im Fre-

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich bei ei aer Näh- quenzbereich bis zu 5OkHz arbeitet können bei ent-

vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 5 sprechender konstruktiver Gestaltung Schweißverbin-

durch dessen kennzeichnende Merkmale. Mit der erfin- düngen durch Ultraschall und Ausschnitte, wie z. B.

dungsgemäßen Nähvorrichtung können die Antriebe Knopflöcher, hergestellt werden,

der einzelnen Elemente unabhängig voneinander in ih- Die erfindungsgemäße Nähvorrichtung ist nachfol-

ren Kraftübertragungsbereichen gesteuert werden, so gend anhand von Prinzipdarstellungen und einer kon-

daß jedes einze'ne Element der Nähvorrichtung an die io struktiven Ausführungsform näher erläutert Es zeigt

zu verarbeitende Stoffart die Anzahl der Stofflagen, die F i g. 1 die Darstellung der Bewegungseinrichtung der

gewählten Fertigungsverfahren, z. B. die Stichgeome- einzelnen Elemente der !Nähvorrichtung,

trie und dgl, angepaßt und im Betriebszustand verän- F i g. 2 eine schematische Darstellung der Antriebe

dert werden kann. Hierzu ist jedem bewegten Element der Nähvorrichtung,

der Nähvorrichtung ein eigener, spezifischer auf dieses 15 Fig.3 ein Ausführungsbeispiel für das Oberteil der

Element zugeschnittener hydraulischer Antrieb züge- Nähvorrichtung in einer Seitenansicht und

ordnet, wodurch eine Vielzahl unabhängiger Bewegun- F i g. 4 eine Draufsicht hierzu.

gen der einzelnen Elemente zueinander möglich ist Die In F i g. 1 sind die Bewegungsrichtungen der einzel-Bewegungsabläufe der einzelnen Elemente wer Jen mit- nen Elemente der Nähvorrichtung dargestellt, welche tels des hydraulischen Impulsgenerators als Steuerein- 20 Elemente oberhalb bzw. unterhalb der Arbeitsfläche 1 richtung synchron gesteuert und aufeinander abge- angeordnet sind. Senkrecht zur Arbeitsfläche 1 verläuft stimmt Somit ist auch eine zentrale Steuerung mehre- die Nadelbewegung 2 mit parallel zur Arbeitsfläche 1 rer erfindungsgemäß ausgebildeter Nähvorrichtungen verlaufender Nadelauslenkbewegung 3. Ebenfalls senkmöglich, recht zur Arbeitsfläche 1 verläuft die Fadenspannungs-

Aufgrund der getrennten Antriebe für jedes einzelne 25 bewegung 4. Die Drückerfußbewegung 5 erfolgt senk-

Element der Nähvorrichtung können die einzelnen EIe- recht zur und in Richtung der Arbeitsfläche 1. Die Rota-

mente, wie Nähkopf, Unterfadenrolle, Greifer, Trans- tionsbewegung b des Pullers erfolgt als zusätzliche

porteinrichtung und dgl unabhängig von den anderen Transporteinrichtung in Form eines Rades. Unter der

Elementen flexibel positioniert werden. So ist z. B. ein Arbeitsfläche 1 arbeitet mit der Rotationsbewegung 7

Nahtrichtungswechsel möglich, ohne die Position des zu io der Greifer, mit dessen Hilfe der Unterfaden durch die

bearbeitenden Stoffmateriales zu verändern. Somit von dem Oberfaden gebildete Schlaufe gezogen wird,

können dreidimensionale Nähstücke hergestellt wer- Die Bewegung 8 der unteren Transporteinrichtung nach

den. Durch die Anordnung der einzelnen Elemente und der Nadel und die Bewegung 9 der unteren Transport-

deren getrennte Antriebe ist ein schneller Wechsel der einrichtung vor der Nadel erfolgen in jeweils geschlos-

Elemente möglich, so daß die Nähvorrichtung schnell 35 senen Rechteckbewegungen parallel zur Arbeitsfläche

auf andere Fertigungsverfahren umgerüstet werden 1 bzw. senkrecht zu dieser. Diese dargestellten Bewe-

kann und ein schneller Wechsel zu anderen Stichgeome- gungsformen 2 bis 9 kennzeichnen den maximalen Frei-

trien sowie ein schneller Fadenwechsel möglich sind, der heitsgrad der Nähvorrichtung, welcher für komplexe

ein zeitraubendes Einfädeln des Fadens verhindert Stichgeometrie (z. B. Fagotstich) notwendig ist. Die häu-

M it der erfindungsgemäßen Nähvorrichtung kann je- 40 figsten Nahtformen und Stichgeometrien erfordern nur

der Näharbeitsplatz entsprechend der jeweiligen Näh- einen Teilbereich der dargestellten Bewegungsabläufe 2

aufgäbe optimal ausgerüstet werden, da keine Beein- bis 9.

trächtigung durch Elemente der Nähvorrichtung entste- Der Nähvorgang erfordert eine weitgehende Synhen, die für den speziellen NäharbeitsVorgang nicht be- chronität der einzelnen Bewegungsabläufe 2 bis 9. Entnötigt werden. 45 sprechen der Nähaufgabenstellung müßten die einzel-

Besonders vorteilhaft ist es, daß die einzelnen EIe- nen Bewegungsabläufe in Abhängigkeit von der Nadel-

mente direkt ohne mechanische Umlenkung der Bewe- bewegung, die als Führungsgröße gilt, in einem vorge-

gungsrichtung angetrieben werden. Da jedes einzelne gebenen Verhältnis synchron verlaufen. Im allgemeinen

Element seinen getrennten einzelnen Antrieb aufweist, kann das Verhältnis der Bewegungsabläufe 2 bis 9 der

ist eine genaue Regelbarkeit der benötigten Kräfte, z. B. 50 Elemente untereinander wie folgt angegeben werden:

für unterschiedliche Stoffarten, möglich. Da störende Die Nadelbewegung 2 entspricht der Greiferbewegung

Drehmomenteinflüsse ausgeschaltet werden, wird die 7, der Drückerfußbewegung 5, der Drückerfußauslenk-

Betriebsleistung der Nähvorrichtung schnell erreicht, bewegung 5, der Fadenspannungsbewegung 4 und der

wobei große Geschwindigkeitsbereiche, z. B. Hub'.ah- Untertransportbewegung 8 nach der Nadel. Weiterhin

len der Nadel von 10⁴ min -' antriebstechnisch erreich- 55 entspricht der Madelbewegung 2 die Nadelauslenkbe-

bar sind. Die einzelnen Antriebe können bautechnisch wegung 3 multipliziert mit einem Faktor, die Unter-

an die unterschiedlichen Elemente angepaßt werden, so transportbewegung 9 vor der Nadel multipliziert mit

daß keine unnötige Energie verbraucht wird. Da flexible einem weiteren Faktor und die Pullerbewegung 6 multi-

Verbindungsleitungen zur Versorgung der Einzelantrie- pliziert mit einem weiteren Faktor, abhängig vom

be verwendet werden können (vergl. Anspruch 2), wei- 60 Durchmesser des Pullers.

sen die einzelnen Elemente eine maximale Positionier- Für jedes der oben angeführten Elemente mit den

l'reiheit auf. Da mechanische Bauteile weitgehend über- Bewegungsabläufen 2 bis 9 ist ein einzelner Antrieb 15

flüssig sind, ist die Nähvorrichtung äußerst geräusch- bis 23 vorgesehen, so daß die Elemente unabhängig von-

und vibrationsarm. einander bewegt werden können. Zur Synchronisierung

Die erfindungsgemäße Nähvorrichtung kann mit ei- 65 der einzelnen Antriebe 15 bis 23 untereinander ist eine

nem intelligenten Steuerungssystem versehen werden, Steuereinrichtung vorgesehen, die elektronischer oder

wodurch z. B. das Auswechseln der Nadel und der Ober- hydraulischer Art sein kann. Die Antriebe 15 bis 23 kön-

fadenrolle bzw. der Unterfadenrolle abhängig vom zu nen auf die durch die Bewegungsabläufe 2 bis 9 der

einzelnen Elemente zu übertragenden Kräfte angepaßt werden, die abhängig von den Stoffeigenschaften, z. B. der Stärke und des Materials der Stoffe, und dem gewählten Fertigungsverfahren, z. B. der Stichgeometrie beeinflußt werden. Dabei tritt ein großer Kraftübertragungsbereich für die Nadelbewegung 2 abhängig von den Stofflagen und Materialarten, für den Untertransport 9 vor der Nadel, abhängig von der Länge und/oder Gewicht des zu bewegenden Nähstoffes, und für den Obertransport auf. Ein geringer Kraftübertragungsbe- to reich ist für die Fadenspannungsbewegung 4, die Drükkerfußbewegung 5, die Greiferbewegung 7, die Nadelauslenkung 3, den Untertransport 8 nach der Nadel und die Pullerbewegung 6 notwendig.

Die F i g. 2 zeigt die Steuerung der verschiedenen ein- ts zelnen Antriebe mittels eines hydraulischen Impulsgenerators 11. Dieser wird von einem Elektro- oder Hydraulikmotor 12 angetrieben und verwandelt einen diesem zugeführten kontinuierlichen Hydraulikstrom 13 in mehrere pulsierende Hydraulikströme, die in der Zeichnung mit nur einer Leitung 14 bezeichnet sind. Für die Leitungen 14 werden flexible Schlauchverbindungen eingesetzt. Die den Antrieben 15 bis 23 zugeführten Einzelimpulse, die vom Impulsgenerator 11 entsprechend der benötigten Drehzahl umgewandelt werden, sind über einen Frequenzbereich von 0 bis 50 kHz und über jede Amplitude stufenlos regelbar. Der kontinuierliche Hydraulikfluß 13 kann über eine handelsübliche Hydraulikanlage dezentral für eine einzelne Nähvorrichtung oder zentral für eine Vielzahl von Nähvorrichtungen erzeugt werden. Der Antrieb 15 bewirkt die senkrecht zur Arbeitsfläche 1 ausgebildete Nadelbewegung 2 und kann als doppelt wirkender Hydrozylinder ausgeführt werden. Der Antrieb 16 bewirkt die Nadelauslenkung 3 und kann als einfach wirkender Hydrozylinder mit einer Feder ausgeführt werden. Dabei erfolgt die Nadelauslenkung 3 über ein Kugelgelenk, das am Antrieb 15 befestigt ist Der Antrieb 16 bewegt den Antrieb 15 entsprechend der gewählten Stichgeometrie. Durch den Antrieb 17 erfolgt die Drückerfußbewegung 5 senkrecht zur Arbeitsfläche 1, wobei der Andruck des Drückerfußes durch den Hydraulikimpuls und die Entlastung des Drückerfußes durch eine Feder erfolgen kann. Für diesen Antrieb 17 ist ein einfach wirkender Zylinder verwendbar. Der Antrieb 18 bewirkt die Obertransportbewegung 5 und kann ebenso wie die Antriebe 21 bis 23 für die Untertransportbewegungen 8,9 als doppelt wirkender Hydrozylinder ausgebildet sein. Für den Pullerantrieb 19 ist ein als Schrittmotor ausgebildeter Hydromotor vorgesehen. Für den Antrieb 20 wird ein Hydro-—lOtor für Greiferantrieb (Steppstich) und ein doppelt wirkender Hydrozylinder für die Greiferbewegung (Kettenstich) verwendet

Die F i g. 3 und 4 zeigen ein Ausführungsbeispiel der Nähvorrichtung, nämlich eine Ausführung des Oberteils der Nähvorrichtung mit ihren Antrieben, wobei nicht alle Elemente dargestellt sind. Der Nähkopf 25, der die Oberfadenrolle mit Fadenspanneinrichtung und die Nadel aufnimmt ist mittels eines Bajonettverschlusses 26 mit der Antriebseinheit 27 verbunden, die die Antriebe 15,16 aufnimmt Durch den Bajonettverschluß 26 ist der Fadenkopf 25 leicht austauschbar. Für die Ausrichtung der Nadelauslenkung ist ein Stellring 28 entsprechend einem Objektivblendenring vorgesehen. Über genormte Steckverbindungen 29 für Hydraulikanschlüsse ist die Antriebseinheit 27 mit der Leitung 14 verbunden. Ein Puller 30 ist über eine Steckvorrichtung 31 anbringbar. Die Anordnung aus Nähkopf 25 und Antriebseinheit 27 ist an einem Kragarm 32 verschiebbar und drehbar befestigt. Der Kragarm 32 ist an einem Träger 33 drehbar gelagert, der den Impulsgenerator 11, den Elektro- oder Hyraulikmotor 12 und die Leitungen 14 aufnimmt. Wie es in Fig.4 mit den Richtungspfeilen angegeben ist, kann der Nähkopf 25 durch diese Lagerung in jede Stellung bewegt werden und auf die Arbeitsplatte 1 mit der Stichplatte 34 abgesenkt werden. Die Ausbildung der Arbeitsplatte 1 bietet die Möglichkeit, für verschiedene spezielle Nähaufgabenstellungen bestimmte Plattenformen am Umfang vorzusehen, ähnlich einer Kurvenschablone. Die Nähvorrichtung ist nicht nur in Verbindung mit einer starren Arbeitsplatte 1 anwendbar. Die Ausbildung der verschiedenen Elemente mit ihren flexiblen Antrieben 15 bis 23 erlaubt es, ein dreidimensionales Gebilde herzustellen, wobei das herzustellende Gebilde z. B. an einer Schneiderpuppe befestigt sein kann und die Nähte mit Hilfe der Nähvorrichtung an der Puppe entlang gebildet werden.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 bzw. Regeleinrichtungea Patentansprüche: Aus der DE-PS 10 11 265 ist ferner eine Nähvorrich tung mit elektromagnetischem Antrieb bekannt, bei

1. Nähvorrichtung mit einem Nähkopf mit Faden- weicher die einzelnen Bewegungsabläufe Ober dezenspanner, mit einem Drückerfuß, mit einer Unterfa- 5 trale Eiektromagneten erfolgen. Der Elektromagnet für denrolle mit einem Greifer zur Führung des Unter- den Nadelantrieb wird über einen Sägezahngenerator fadens, mit Transporteinrichtungen zum Weiter- gespeist und über den Anker entsteht eine Auf- und transportieren des zu behandelnden Werkstückes Abbewegung der Nadelstange. Ein entsprechender und mit gegebenenfalls zusätzlichen Nähhilfen so- elektromagnetischer Antrieb ist für die zum Zick-Zackwie mit mehreren Antrieben, dadurch ge-io Nähen erforderliche Bewegung im Unterteil der Nähkennzeichnet, vorrichtung vorgesehen. Diese elektromagnetischen

Antriebe sind jedoch noch nicht in der Lage, oszillieren-

a) daß jedes einzelne Element seinen getrennten de Bewegungen in dem für eine mit hoher Arbeitsge-Antrieb(15bis23)inderFormvonHydromotoschwindigkeit arbeitenden Nähvorrichtung notwendiren und/oder Hydrokolben aufweist, 15 gen Frequenzbereich mit genügender Synchronität zu

b) daß die getrennten Antriebe (15 bis 23) über gewährleisten, da Störgrößen, wie z. B. Restmagnetis-Leitungen (14) mit einem mittels eines Elektro- mus, die Genauigkeit beeinflussen. Eine solche Nähvoroder Hydraulikmotors (12) angetriebenen hy- richtung kann insbesondere den Bedingungen einer Indraulischen Impulsgenerator (11) verbunden dustrienähvorrichtung nicht genügen.

und von diesem synchron ansteuerbar sind, 20 Bei der aus der DE-OS 29 18 460 vorbekannten Näh-

c) daß der dem Impulsgenerator (11) kontinuier- vorrichtung sind die einzelnen Getriebeeinheiten als lieh zugeführte Hydraulikstrom (13) in mehrere, Module ausgebildet, die kraft- und/oder formschlüssig über die Leitungen (14) den einzelnen Antrie- über eine zentrale Antriebseinheit miteinander verbunben (15 bis 23) getrennt zugeführte, pulsierende, den sind. Dies ist lediglich eine modifizierte konstruktive im Frequenzbereich stufenlos regelbare Hy- 25 Auslegung der herkömmlichen Nähvorrichtung mit nur draulikströme umgesetzt wird und einem einzigen zentralen Antrieb, wobei ein besonderer

d) daß die getrennten Antriebe (15 bis 23) der ein- Vorteil der Getriebemodule in der schnellen Umrüstzelnen Elemente an die von diesen zu übertra- barkeit liegt Die Baugröße dieser Nähvorrichtung genden Kräfte und/oder Geschwindigkeiten an- bleibt jedoch aufgrund der Verwendung von Wellen, gepaßt sind. ₃₀ Nocken, Antriebsriemen und dgl. in der Größenordnung bisheriger Nähvorrichtungen.

2. Nähvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch ge- Entsprechende Nachteile bestehen bei der Nähvor-

kennzeichnet, daß die Versorgung der getrennten richtung gemäß DE-PS 29 03 031, welche ebenfalls nur Antriebe (15 bis 23) über flexible Verbindungsleitun- ein einziges Antriebsaggregat aufweist, welches über gen (14) erfolgt ₃₅ Wellen, Antriebsriemen und dgl. die einzelnen Elemente

von Oberteil und Unterteil der Nähvorrichtung gemein-

sam antreibt