DE3225046C2 - Nähautomat mit einem Nähkopf und einer kontinuierlichen Werkstück-Vorschubvorrichtung - Google Patents

Abstract

Ein Nähautomat weist eine einem Werkstück während des Nähens eine kontinuierliche Bewegung erteilende Vorschubvorrichtung und einen Nähkopf (4) auf, dessen Nadelstange (34) von der Armwelle (14) mittels eines Kurbeltriebs (41, 42) oszillierend antreibbar ist. Um mit konstruktiv einfachen Maßnahmen die Drängung der Nadel (37) zu vermindern, ist außer einem Kurbeltrieb (41, 42) zum Antrieb der Nadelstange (34) zwischen die Armwelle (14) und den Kurbeltrieb (41, 42) ein Doppelkurbelgetriebe (46) geschaltet, das den Drehwinkel, währenddessen die Nadel (37) in das Werkstück eingestochen ist, verringert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Nähautomaten nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Derartige, beispielsweise aus der "JS-PS 41 57 686 bekannte Nähautomaten weisen Vorschubvorrichtungen auf, die aus einem durch ein Gelenlf 'iereck gebildeten Gelenksystem bestehen, dessen beide einem ortsfesten Drehpunkt zugeordnete Lenker jeweils miueis einer Führungsrolle od. dgl. in jeweils eine Steuerkurve an der Oberseite bzw. der Unterseite der Steuerscheibe eingreifen, so daß bei einer Umdrehung der Steuerscheibe der mit dem Abtriebslenker verbundene Werkstückhaiter in einer Ebene längs einer durch den Verlauf der beiden Steuerkurven vorgegebenen zweidimensionalen Kurve geführt wird. Derartige Vorschubvorrichtungen haben sich in der Praxis außerordentlich bewährt, da sie konstruktiv einfach und übersichtlich ausgebildet sind und da bei Vorgabe eines anderen zur Erzeugung des Nahtverlaufes, d. h. zur Erzeugung einer anderen Bewegung des Werkstückhalters, lediglich eine Steuerscheibe mit geänderten Steuerkurven eingesetzt werden muß. Ein Problem bei diesen Nähautomaten besteht darin, daß das Werkstück auch während des Einstiches der Nadel bewegt wird, wodurch eine sogenannte Drängung der Nadel erzeugt wird, die zu Kollisionen zwischen Nadel und Greiferspitze und im Grenzfall sogar zu Nadelbruch führen kann. Bei dem aus der DE-PS 27 33 397 bekannten Nähautomaten ist zur Verringerung dieser Probleme der Vorschubvorrichtung ein zusätzliches Getriebe mit einer weiteren Antriebsvorrichtung vorgeordnet, mittels dessen die Bewegung des Nähguthalters während des Einstiches der Nadel reduziert wird. Eine solche Ausgestaltung ist konstruktiv aufwendig. Durch den oszillierenden Antrieb der Vorschubvorrichtung tritt zumindest gelegentlich ein Brummen auf. Weiterhin muß das Getriebe spielfrei ausgebildet sein.

Aus der US-PS 4 80 298 ist ein exzentrischer Kurbeltrieb für die Nadelstange einer Nähmaschine bekannt, mittels dessen die Nadel im unteren Bereich beschleunigt angetrieben wird. Zweck der Maßnahme ist es. Zeit zu gewinnen, um den Nähguttransport und den Aufnehmermechanismus ordnungsgemäß betätigen zu können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Nähautomaten der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß mit konstruktiv einfachen Maßnahmen die Drängung der Nadel vermindert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dur^h die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst

Abweichend von den bekannten Lösungen (US-PS 41 57 686, DE-PS 27 33 397) wird beim Gegenstand der Erfindung die Einstichzeit der Nadel reduziert und damit der Weg reduziert, den das Nähgut während der Sinstichzeit der Nadel zurücklegt Die Erfahrung hat gezeigt daß die Drängung der Nadel um 20 bis 28% reduziert werden kann. Falls die bisher schon zulässige Drängung der Nadel toleriert werden kann, so ist es möglich, mit den erfindungsgemäßen Maßnahmen zu größeren Stichlängen zu kommen. Derartige Doppelkurbelgetriebe sind aus Rauh/Hagedorn »Praktische Getriebelehre«, 3. Auflage, erster Band, die Viergelenkkette, Springer-Verlag, Seiten 37 bis 39 bekannt. Der Stoffvorschub kann bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung nicht nur kontinuierlich sondern auch völlig gleichförmig sein. Die Armwelle kann in normaler Weise den Fadenheber antreiben. Das konstruktive Grundkonzept de; Nähkopfes kann also unverändert bleiben; es werden nur einige wenige Zusatzmaßnahmen ergriffen.

Durch die Maßnahmen nach Anspruch 2 wird erreicht, daß die oszillierend zu beschleunigenden Massen so gering wie möglich sind. Die zwischen Kurbeltrieb der Nadelstange und Doppelkurbelgetriebe befindliche Welle, Teile des Doppelkurbelgetriebes und der Kurbeltrieb der Nadelstange werden ungleichförmig rotierend angetrieben.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsichi auf einen Näliautomaten,

F i g. 2 einen Teil einer Vorderansicht des Nähautomaten entsprechend dem Sichtpfeil II in F i g. 1,

F i g. 3 einen vertikalen Teilschnitt durch den Oberarm des Nähkopfes entsprechend der Schnittlinie III-III in Fig. 1,

Fig.4 eine vergrößerte Explosivdarstellung eines Doppelkurbelgetriebes und

F i g. 5 ein Hub-Drehwinkel-Diagramm der Nadel.

Der in der Zeichnuag dargestellte Nähautomat weist ein Gestell 1 auf, auf dem einerseits eine Vorschubvorrichtung 2 für ein Werkstück 3 und andererseits ein Nähkopf 4 angeordnet sind. Der Nähkopf 4 befindet sich auf einer Platte 5, die über Säulen 6 gegenüber dem Gestell 1 abgestützt ist. Die Vorschubvorrichtung 2 weist ein Gelenksystem 7 auf, das im Prinzip aus einem Gelenkviereck besteht, das wiederum mit einer Steuerscheibe 8 in Wirkverbindung steht. Diese Steuerscheibe 8 ist auf der Abtriebswelle 9 eines Getriebes 10 angebracht, das am Gestell 1 angebracht ist Der Drehantrieb der Steuerscheibe 8 über das Getriebe 10 erfolgt vom Antriebsmotor 11 des Nähautomaten her, der im Gestell 1 angeordnet ist. Der Motor 1 treibt über einen Riementrieb 12 die an ihrer Außenseite mit einem Handrad 13 versehene Armwelle 14 des Nähkopfes 4 an. Über einen weiteren Riementrieb 15 besteht eine Antriebsverbindung mit dem Getriebe 10.

Das Gelenksystem 7 weist einen ortsfesten Drehpunkt auf, der durch eine am Gestell 1 fest angebrachte Achse 16 gebildet ist. Auf dieser Achse 16 ist ein etwa

senkrecht zur Hauptrichtung des Nähkopfes 4 gerichteter Lenker 17 schwenkbar gelagert, der oberhalb der Steuerscheibe 8 angeordnet ist. Er weist eine Führungsrolle 18 auf, die in eine nutförmige Steuerkurve 19 an der Oberseite der Steuerscheibe 8 eingreift.

An der Achse 16 ist ein weiterer Lenker 20 gelagert, der unterhalb der Steuerscheibe 8 angeordnet ist, und der etwa senkrecht zu dem oberen Lenker 17, also etwa parallel zur Hauptrichtung des Nähkopfes 4 verläuft. Auch dieser Lenker 20 weist eine — nach oben vorspringende — Führungsrolle 21 auf, die in eine in der Unterseite der Steuerscheibe 8 ausgebildete, nutförmige Steuerkurve 22 eingreift Die Steuerkurven 19, 22 verlaufen als geschlossene Kurven jeweils über den gesamten Umfang der Steuerscheibe 8; sie sind naturgemäß nicht kreisförmig.

Auf dem der Achse 16 abgewandten Ende des oberen Lenkers 17 ist mittels eines Gelenks 23 ein parallel zum unteren Lenker 20 angeordneter Zwischenhebel 24 angelenkt, der also ebenfalls oberhalb der Steuerscheibe 8 angeordnet ist. An den beiden der Achse 16 bzw. dem Gelenk 23 abgewandten freien Enden des unteren Lenkers 20 und des Zwischenhebels 24 ist mittels Gelenken 25,26 ein Abtriebslenker 27 angelenkt, der parallel zum oberen Lenker 17 verläuft Dieser Abtriebslenker 27 befindet sich unterhalb der Steuerscheibe 8. Das durch die vier Gelenkpunkte 16,23,25,26 bestimmte Gelenksystem 7 ist — wie aus F i g. 1 hervorgeht — ein Parallelogramm-Gelenksystem mit annähernd rechten Winkeln und annähernd gleichlangen Seiten. Mit dem Abtriebslenker 27 ist ein Werkstückhalter 28 für das Werkstück 3 verbunden. Insoweit, als der Nähautomat bis jetzt beschrieben ist, ist er handelsüblich und im Prinzip aus der DE-OS 30 00 831 bekannt

Von der im Oberarm 29 des Nähkopfes 4 gelagerten Armwelle 14 wird eine im Unterarm 30 gelagerte Greiferwelle 31 mittels eines Riementriebes 32 angetrieben. Der Unterarm 30 ist unterhalb der Platte 5 angeordnet. Am Ende der Greiferwelle 31 ist in üblicher Weise ein Greifer 33 angebracht

Der Riementrieb 32 zweigt in der Nähe des Handrades 13 von der Armwelle 14 ab.

Im Bereich des freien Endes des Oberarmes ist in üblicher Weise eine Nadelstange 34 angeordnet, die in zwei miteinander fluchtenden Lagern 35, 36 axial verschiebbar gelagert ist. Am unteren ξ.-eien Ende der Nadelstange 34 ist eine Nadel 37 angebracht.

In der Nähe der Nadelstange 34 ist in üblicher Weise ein Fadenhebel 38 angeordnet, der direkt von der Armwelle 14 angetrieben wird, an deren freiem Ende hierzu eine Kurbel 39 angebracht ist, die dem Fadenhebel 38 bei jeder vollen Umdrehung der Armwelle 14 eine Auf- und Ab-Bewegung erteilt.

Der Antrieb der Nadelstange 34 erfolgt von einer parallel zur Armwelle 14 und oberhalb von dieser im Oberarm 29 gelagerten Welle 40, an deren der Nadelstange 34 benachbarten freien Ende eine Kurbel 41 angebracht ist, die über eine exzentrisch zur Welle 40 an ihr angelenkte Gelenkstange 42 gelenkig mit einem Nadelstangenkloben 43 verbunden ist, der gegenüber der Nadelstange 34 höhenverstellbar mit dieser klemmend verbunden ist. Abgesehen davon, daß die Welle 40 eine gegenüber der Armwelle 14 gesonderte Welle ist, ist diese Art des Antriebes der Nadelstange 34 biilig.

Der Antrieb der Welle 40 und damit der Nadelstange 34 erfolgt mittels eines Riementriebes 44 von der Armwelle 14 über eine Zwir<?henwelle 45 und ein zwischen dieser Zwischenwelle 45 und der Welle 40 befindliche Doppelkurbelgetriebe 46.

Dieses Doppelkurbelgetriebe 46 weist eine auf der Zwischenteile 45 angebrachte Kurbel 47 und eine auf der Welle 40 angebrachte Kurbel 48 auf. Auf der Kurbelwelie 47 ist parallel zur Zwischenwelle 45, aber exzentrisch zu dieser ein Kurbelzapfen 49 mit einer Scheibe 50 angebracht, während an der zugewandten Seite der Kurbel 48 ebenfalls parallel und exentrisch zur Welle 40 ein weiterer Kurbelzapfen 51 mit Scheibe 52 angebracht ist Diese beiden Kurbelzapfen 49,51 sind mittels einer Kurbelstange 53 miteinander verbunden, die Lagerbohrungen 54, 55 zur Aufnahme der Kurbelzapfen 49, 51 aufweist. Wie aus den F i g. 3 und 4 hervorgeht, sind die Zwischenwelle 45 und die Welle 40 ebenfalls gegeneinander versetzt, weisen also — bezogen auf das Doppelkurbelgetriebe 46 — eine Exzentrizität £ gegeneinander auf. Außerdem ist das Doppelkurbelgetriebe 46 so nah wie möglich an die Nadelstange 34 herangelegt, um die jeweils zu beschleunigenden Massen so klein wie iräglich zu halten.

Der das Werkstück 3, also da:; Nähgut, haltende Werkstückhalter 28 wird beim Nähen auf einer Deckplatte 56 bewegt, die auf der Platte 5 angeordnet ist. Beim Antrieb des Nähkopfes 4 durch den Antriebsmotor 11 wird gleichzeitig die Steuerscheibe 8 in eine kontinuierliche Drehbewegung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit versetzt. Entsprechend der Ausgestaltung der Steuerkurven 19,22 ergibt sich eine kontinuierliche Bewegung des Werkstückhalters 28, und zwar entsprechend dem Verlauf einer im Werkstückhalter 28 angebrachten, dem gewünschten Nahtverlauf entsprechenden Ausnehmung 57 relativ zur Nadel 37.

In F i g. 5 ist der Hub S der Nadelspitze 58 über dem Drehwinkel Wder Armwelle 14 aufgetragen. Die strichpunktiert dargestellte Kurve A gibt die Hub-Drehwinkel-Funktion für einen konventionellen Nadelstangenantrieb mittels der Armwelle gekoppelter Kurbel wieder, während die ausgezogen dargestellte Kurve B die Hub-Drehwinkel-Funktion eines erfindungsgemäßen Nadelstangenantriebs wiedergibt.

Hie Abszisse ist in Höhe der Deckplatte 56 eingetragen, so daß die unterhalb der Abszisse befindlichen Kurvenabschnitte die Zeiträume während des Einstichs der Nadel 37 wiedergeben, während die Kurvenverläufe oberhalb der Abszisse die Zeitbereicb" wiedergeben, innerhalb derer die Nadel 37 nicht in das Werkstück 3 eingestochen ist. Der Moment, bei dem die Spitze des Greifers 33 sich zum Zweck der Schleifenaufnahme etwas oberhalb des Öhres der Nadel 37 befindet, ist mit P gekennzeichnet.

Während bei einem konventionellen Nadelstangenantrieb der erläuterten Art sich die Nadel 37 über einen Drehwinkelbereich Wa unterhalb der Deckplatte 56 befindei, ist beim Antrieb mittels eines Doppelkurbelgetriebes 46 der entsprechende Drehwinkel Wb kleiner, da die Nadelbewegung oberhalb der Deckplatte· 56 verzögert und unterhalb der Deckplatte beschleunigt erfolgt. Um auch bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung eine identische Stel'ung von Spitze des Greifers 33 zum

öhr der Nadel 37 zu erhalten, sind die beiden Kurven A und B so in Abszissenriehtung gegeneinander verschoben, daß sie sich im Punkt P scheiden bzw. berühren.

Die verkürzte Einstichdauer entspricht einem proportional verkürzten Weg des Werkstückhalters 28 während der EinstithDhase. Nimmt man umgekehrt die bei konventionellen Nadelstangenantrieben zulässige Drängung der Nadel 37 auch bei der dargestellten Ausführung in Kauf, so wird hierbei eine umgekehrt propor-

tionale Stichlängenvergrößerung ermöglicht. In der Praxis haben sich um 20 bis 28% reduzierte Drängungen der Nadel bzw. entsprechende Vergrößerungen der Stichlängen ergeben.

In Fig.4 sind außer der Exzentrizität E, d.h. dem Abstand der Achsen der Zwischenwelle 45 und der Welle 40 noch der Radius R^. d. h. der Abstand der Achse der Zwischenwelle 45 zur Achse des Kurbelzapfens 49. der Radius R₄g. d. h. der Abstand der Achse der Welle 40 von dem Kurbelzapfen 51 und die Länge Z.53. d. h. der Abstand der Achsen der Lagerbohrungen 54 und 55 der Kurbelstange 53 voneinander dargestellt.

Eine optimale Reduktion der Drängung um 28% wurde bei folgenden Größenverhältnissen erreicht:

15

3,3 2,0 3,0

L₅₁ZE

20

In diesem Fall wurde für die Exzentrizität das Maß E = 6,5 mm gewählt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

25

30

40

50

55

60

65

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Nähautomat mit einer einem Werkstück während des Nähens eine kontinuierliche Bewegung erteilenden Vorschubvorrichtung, mit einem Nähkopf, dessen Nadelstange von der Armwelle mittels eines Kurbeltriebs oszillierend antreibbar ist und mit einer Einrichtung zum Vermindern der Drängung der Nadel während des Einstichs der Nadel in das Werkstück, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Vermindern der Drängung der Nadel (37) ein zwischen die Armwelle (14) und den Kurbeltrieb für die Nadelstange (34) geschaltetes Doppelkurbelgetriebe (46) ist das den Drehwinkel (W), währenddessen die Nadel (37) in das Werkstück (3) eingestochen ist, verringert und in einem gesonderten, parallel zur Armwelle (14) und gegenüber dieser versetzten Wellenzug (Zwischenwelle 45 und Welle 40) angeordnet ist, dessen Eingang (Zwischenwelle 45) von der Armwelle (14) antreibbar ist.

2. Nähautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Doppelkurbelgetriebe (46) und sein Antrieb (Riementrieb 44) in der Nähe der Nadelstange (34) angeordnet ist