DE3336683A1 - Naehautomat mit einem naehkopf mit drehgehaeuse - Google Patents

Description

Kochs Adler AG, Potsdamer Straße 19o, 48oo Bielefeld 17 Nähautomat mit einem Nähkopf mit Drehgehäuse

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

Bei einem derartigen aus der DE-PS 11 58 8oo bekannten Nähautomaten sind ein am Arm des Nähkopfes angebrachtes Drehgehäuse und ein den Greifer aufnehmendes Greiferlager drehwinkelgleich antreibbar. Der Antrieb von Drehgehäuse und Greiferlager erfolgt über einen Stellmotor, der wiederum von Tastern angesteuert wird, die längs einer dem gewünschten Nahtverlauf entsprechenden Kurve geführt werden. Die Drehung des Drehgehäuses und des Greiferlagers erfolgt um eine gemeinsame Achse, die der Nadelstangenachse entspricht. Der Nähkopf ist in zwei Achsen gegenüber dem ortsfest angeordneten zu nähenden Werkstück verfahrbar. Eine Nadeltransportbewegung wird dadurch ermöglicht, daß eine NadelStangenführung zusammen mit einem hieran angebrachten Drückerfuß und das Greiferlager in einem Rahmen gelagert sind, der entgegen der Verschieberichtung des gegenüber dem ortsfesten Werkstück verfahrbaren Nähkopfs mittels eines Exzentertriebs verschiebbar ist. Hierzu müssen die Wellen und die Zahnräder für den Nadelstangenantrieb und den Greiferantrieb axial ver-

schiebbar ausgebildet sein. Im Drehgehäuse sind ein Faden hebel und ein Fadenspanner vorgesehen, deren Antrieb wegen des quer verschiebbaren Rahmens mit der Nadelstangenführung und dem Greiferlager wohl nicht ohne weiteres realisierbar ist. Durch die Drehbarkeit des Drehgehäuses und des Greiferlagers wird erreicht, daß die Relativbewegung zwischen Nadel und Werkstück bezogen auf die Richtung der zu erzeugenden Naht an der jeweiligen Stichbildestelle immer tangential zu dieser Naht verläuft, so daß keine nennenswerten Verschiebekräfte zwischen Werkstück und Nadel auftreten.

Aus der DE-PS 3o oo 831 ist es bekannt, bei einem Nähautomaten mit einem Nähkopf und einer Vorschubvorrichtung zur Erzeugung einer Zwei-Achsen-Relativbewegung zwischen einem zu nähenden Werkstück und dem ortsfesten Nähkopf dem Werkstück auch noch eine Drehbewegung aufzuerlegen, um eine tangentiale Bewegung jeweils zwischen Nadel und Werkstück bezogen auf die zu erzeugende Naht zu erzielen. Größere,über die Fläche der das Werkstück stützenden Werkstücktragplatte hinausragende Werkstücke können nur mit der Einschränkung genäht werden, daß das Werkstück nicht über einen bestimmten Winkel hinaus um den Nähkopf herum verdreht werden kann. Dadurch,daß die Gesamtheit aller für das sogenannte tangentiale Nähen erforderlichen Bewegungen von dem Werkstück ausgeführt werden müssen, sind miteinander zu vernähende Werkstücklagen in hohem Maße Verschiebungskräften ausgesetzt. Außerdem können sperrige Werkstücke nur langsam verschwenkt werden, so daß sich eine Verlängerung der Nähzeiten ergibt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Nähautomaten der gattungsgemäßen Art so auszugestalten, daß er voll funktionsfähig ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Dadurch,daß ein Nadeltransport durch einen Nadelstangenschwingantrieb erzeugt wird, der wiederum vom Kurbeltrieb für die auf-

und abgehende Bewegung der Nadel angetrieben wird, kann die Nadelstange selber und damit auch das Greiferlager in einer - abgesehen von ihren geschilderten Beweglichkeiten - festen Lage im Drehgehäuse bzw. in der Grundplatte gehalten werden, woraus sich ein erheblich einfacherer Aufbau und eine hohe Betriebssicherheit ergeben. Dies wiederum ermöglicht es auch,den Fadenhebeltrieb unmittelbar vom Kurbeltrieb für die auf- und abgehende Bewegung der Nadelstange abzuleiten, wodurch überhaupt erstmals eine funktionsfähige Ausgestaltung des Nähautomaten der gattungsgemäßen Form erreicht wird. Der gattungsgemäße Nähautomat war ja noch nicht funktionsfähig.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Nähautomaten zum Aufnähen von Taschen-Zuschnitten auf ein Werkstück,

Fig. 2 eine Vorderansicht des Nähautomaten entsprechend dem Sichtpfeil II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Ansicht des Nähkopfes des Nähautomaten entsprechend dem Sichtpfeil III in Fig. 2 bei in eine neutrale Lage geschwenktem Drehgehäuse in gegenüber den Fig. 1 und 2 vergrößertem Maßstab,

Fig. 4 einen vertikalen Mittel-Längsschnitt durch das Drehgehäuse in gegenüber Fig. 3 wiederum vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 eine Seitenansicht des Drehgehäuses entsprechend dem Sichtpfeil V in Fig. 4, in gegenüber Fig. 4 verkleinertem Maßstab,

Fig. 6 eine Seitenansicht des Drehgehäuses entsprechend dem Sichtpfeil VI in Fig. 4, in gegenüber Fig. 4 verkleinertem Maßstab und

Fig. 7 ein Werkstück mit einem aufgenähten Taschen-Zuschnitt.

Der in der Zeichnung dargestellte Nähautomat weist ein Gestell 1 auf, auf dem einerseits eine Vorschubvorrichtung 2 für ein Werkstück 3 und einen hiermit zu vernähenden Zuschnitt 4 und andererseits ein Nähkopf 5 angeordnet sind.

Die Vorschubvorrichtung 2 weist ein Gelenksystem 6 auf, das im Prinzip aus einem Gelenkviereck besteht, das wiederum mit einer Steuerscheibe 7 in Wirkverbindung steht. Diese Steuerscheibe 7 ist auf der Abtriebswelle 8 eines Getriebes 9 angebracht, das wiederum am Gestell 1 befestigt ist. Der Drehantrieb der Steuerscheibe 7 über das Getriebe 9 erfolgt vom Antriebsmotor Io des Nähkopfes 5, der ebenfalls im Gestell 1 angeordnet ist. Der Antriebsmotor Io treibt über einen Riementrieb 11 einen Zwischentrieb 12. Von diesem Zwischentrieb 12 erfolgt über einen weiteren Riementrieb 13 ein Antrieb der an ihrer Außenseite mit einem Handrad 14 versehenen Hauptantriebswelle 15 des Nähkopfes 5. Über einen dritten Riementrieb 16 besteht eine Antriebsverbindung zwischen dem Zwischentrieb 12 und dem Getriebe 9.

Das Gelenksystem 6 weist einen ortsfesten Drehpunkt auf, der durch eine am Gestell 1 fest angebrachte Achse 17 gebildet ist. Auf dieser Achse 17 ist ein etwa senkrecht zur Hauptrichtung des Nähkopfes 5 gerichteter Lenker 18 schwenkbar gelagert, der oberhalb der Steuerscheibe 7 angeordnet ist. Er weist eine Führungsrolle 19 auf, die in eine nutförmige Steuerkurve 2o an der Oberseite der Steuerscheibe 7 eingreift.

An der Achse 17 ist ein weiterer Lenker 21 gelagert, der unterhalb der Steuerscheibe 7 angeordnet ist, und der etwa senkrecht zu dem oberen Lenker 18, also etwa parallel zur Hauptrichtung des Nähkopfes 5 verläuft. Auch dieser Lenker 21 weist eine - nach oben vorspringende - Führungsrolle 22 auf, die in eine an der Unterseite der Steuerscheibe 7 ausgebildete, nutförmige Steuerkurve 23 eingreift. Die Steuerkurven 2o, 23 verlaufen als geschlossene Kurven jeweils über den gesamten Umfang der Steuerscheibe 7; sie sind naturgemäß nichtkreisförmig.

Auf dem der Achse 17 abgewandten Ende des oberen Lenkers 18 ist mittels eines Gelenks 24 ein parallel zum unteren Lenker 21 angeordneter Zwischenhebel 25 angelenkt, der also ebenfalls oberhalb der Steuerscheibe 7 verläuft. An den beiden der Achse 17 bzw. dem Gelenk 24 abgewandten freien Enden des unteren Lenkers 21 und des Zwischenhebels 25 ist mittels Gelenken 26, 27 ein Abtriebslenker angelenkt, der parallel zum oberen Lenker 18 verläuft. Dieser Abtriebslenker 28 befindet sich unterhalb der Steuerscheibe 7. Das durch die vier Gelenkpunkte 17, 24, 26, 27 bestimmte Gelenksystem 6 ist - wie aus Fig. 1 hervorgeht - ein Parallelogramm-Gelenksystem mit annähernd rechten Winkeln und annähernd gleichlangen Seiten. Mit dem Abtriebslenker 28 ist ein Werkstückhalter 29

verbunden, der das Werkstück 3 und den Zuschnitt 4 aufnimmt. Insoweit, als der Nähautomat bis jetzt beschrieben ist, ist er handelsüblich und im Prinzip aus der DE-OS 3o oo 831 (entsprechend US-PS 4 347 797) bekannt.

Der Nähkopf 5 weist einen sich etwa senkrecht erstrekkenden Ständer 3o auf, von dem sich waagerecht ein oberer Arm 31 und eine untere ebenfalls gehäuseförmige Grundplatte 32 wegerstrecken. An der Unterseite des freien Endes des Armes 31 ist ein Drehgehäuse 33 um eine Achse 34 geschwenkt. In dieser Achse 34 ist auch die Nadel 35 und die sie tragende Nadelstange 36 angeordnet. Das Drehgehäuse 33 ist mittels Schrauben 37 an einem stirnseitigen Flansch 38 einer im Arm 31 koaxial zur Achse 34 gelagerten Hohlwelle 39 befestigt. Auf der im Arm 31 unter anderem mittels eines Lagers 4o gelagerten Hohlwelle 39 ist ein Zahnriemenrad 41 mittels einer Paßfeder-Verbindung 42 drehfest befestigt. Das Zahnriemenrad 41 ist wiederum über einen Zahnriemen 43 mit einem weiteren Zahnriemenrad 44 antriebsmäßig verbunden, das mit einer im Ständer 3o mittels Lagern 45, 46 gelagerten Welle 47 drehfest verbunden ist. Im unteren Bereich dieser Welle 47 ist auf dieser ein Zahnrad 48 drehfest verbunden, in das ein Zahnsegment 49 eingreift. Das Zahnsegment 49 ist an einem Winkelhebel 5o ausgebildet, der im Übergangsbereich zwischen Ständer 3o und Grundplatte 32 um eine Schwenkachse 51 gelagert ist und durch eine Gehäuseöffnung 52 herausgeführt ist. Dieser Winkelhebel 5o ist mittels eines Verbindungshebels 53 mit einem Steuerhebel 54 schwenkbar verbunden, der wiederum um eine ortsfeste Schwenkachse 55 im Gestell 1 gelagert ist. Auf dem Steuerhebel 54 ist eine nach oben vorspringende Führungsrolle 56 gelagert, die in eine an der Unterseite der Steuerscheibe 7 ausgebildete, geschlossen umlaufende Steuerkurve 57 eingreift. Über diesen Drehgehäusetrieb 58 wird

das Drehgehäuse 33 jeweils synchron zum Antrieb des Werk stückhalters 29 angetrieben, und zwar in der Weise, daß - wie weiter unten noch zu beschreiben sein wird - die Nadel 35 sich jeweils tangential zum jeweiligen Nahtverlauf bewegt.

Am unteren Ende der Welle 47 ist ein weiteres Zahnriemen rad 59 drehfest verbunden, das mittels eines Zahnriemens 6o mit einem Zahnriemenrad 61 in Drehverbindung steht, das auf einer konzentrisch zur Achse 34 in der Grundplat te 32 gelagerten Hohlwelle 62 drehfest angebracht ist. Am oberen Ende dieser Hohlwelle 62 ist ein Greiferlager 63 angebracht. Hierdurch wird ein Greiferlagertrieb 64 gebildet, mittels dessen das Greiferlager 63 jeweils winkelgleich zum Drehgehäuse 33 verschwenkt wird.

Von der in einem Lager 65 im Ständer 3o gelagerten Haupt antriebswelle 15 wird über einen Kegelradtrieb 66 eine vertikale in Lagern 67, 68 des Ständers 3o gelagerte Verteilerwelle 69 angetrieben, an deren oberem Ende ein Zahnriemenrad 7o drehfest befestigt ist. Von diesem Zahn riemenrad 7o wird über einen Zahnriemen 71 ein Doppel-Zahnriemenrad 72 angetrieben, das mittels Lagern 73 auf der Hohlwelle 39 konzentrisch zur Achse 34 gelagert ist. Der Zahnriemen 71 wird hierbei über einen, den oberen Zahnriemenradteil 74 geführt. Vom anderen unteren Zahnriemenradteil 75 führt ein Zahnriemen 76 zu einem Zahnriemenrad 77, das auf einer Welle 78 angebracht ist, über die der Antrieb der Nadelstange 36 erfolgt. Diese im Drehgehäuse 33 mittels Lagern 79, 8o gelagerte Welle 78 treibt über ein Kegelradgetriebe 81 eine horizontal in Lagern 82, 83 des Drehgehäuses 33 gelagerte Welle 84. Diese Welle 84 trägt an ihrem der Nadelstange 36 benachbarten Ende eine Kurbel 85,über deren Kurbelzapfen 86

einerseits ein Fadenhebelgetriebe 87 und andererseits die Nadelstange 36 angetrieben werden.

Die Nadelstange 36 ist in einem oberen Lager 88 und einem unteren Lager 89 einer Nadelstangenschwinge 9o in ihrer Längsrichtung axial verschiebbar gelagert. Zwischen den Lagern 88, 89 ist auf der Nadelstange ein Antriebszapfen 91 befestigt, auf dem ein Kurbelhebel 92 drehbar angeordnet ist, der wiederum drehfest mit dem Kurbelzapfen 86 der Kurbel 85 verbunden ist, so daß von der Welle 84 der auf- und abgehende Abtrieb der Nadelstange 36 erzeugt wird.

An dem der Nadelstange 36 abgewandten Ende der Welle 84 ist ein Schwinggetriebe 93 vorgesehen, das einen einen auf der Welle 84 drehfest angebrachten Exzenter 94 aufweist, der über eine Zugstange 95 mit einer Kurbel 96 gelenkig verbunden ist, die wiederum drehfest auf einer Welle 97 befestigt ist, die unterhalb der Welle 84 und parallel zu dieser im Drehgehäuse 33 gelagert ist. An dieser Welle 97 ist die Nadelstangenschwinge 9o drehfest angebracht, so daß diese während der auf- und abgehenden Bewegung der Nadelstange 36 eine Schwingbewegung, einen sogenannten Nadeltransport, ausführt.

Das Drehgehäuse 33 weist auf der Seite des Schwinggetriebes 93 und auf der der Nadelstange 36 zugeordneten Seite abnehmbare Deckel 98, 99 auf.

Am unteren Ende der Verteilerwelle 69 ist ein Zahnriemenrad loo drehfest angebracht, von dem über einen Zahnriemen lol ein Zahnriemenrad Io2 angebracht wird, das auf einer in der Hohlwelle 62 gelagerten Greiferwelle Io3 drehfest befestigt ist. Von dieser Greiferwelle Io3 wird

über einen im Greiferlager 63 gelagerten Kegelradtrieb Io4 und einen Zahnriementrieb Io5 ein Greifer I06 mit horizontaler Drehachse angetrieben, der ebenfalls im Greiferlager 63 gelagert ist. Dieser Greifertrieb ist insgesamt mit der Bezugsziffer Io7 bezeichnet, während der ebenfalls von der Verteilerwelle 69 über den Zahnriemen 71 abgeleitete Nadelstangen-, Nadelschwing- und Fadenhebel-Trieb mit der Bezugsziffer Io8 zusammenfassend bezeichnet ist. Der durch die Nadel 35 zu führende Nadelfaden Io9 wird von einem von der Hohlwelle 39 getragenen Fadenvorrat Ho in Form einer Garnrolle abgezogen und dem Fadenhebelgetriebe 87 zugeführt. Dieses weist einen zweiarmig ausgebildeten Fadenhebel 111 auf. Der Fadenhebel

111 weist an seinem oberen, aus dem Drehgehäuse 33 herausgeführten Ende eine Öse 112 auf. Sein anderes unteres Ende 116 ist drehbar auf dem Kurbelzapfen 86 gelagert. Der Fadenhebel 111 ist weiterhin an einem mittleren, nicht näher bezeichneten Drehpunkt gelenkig mit einem Ende eines Lenkers 115 verbunden, dessen anderes Ende auf einem in dem Drehgehäuse 33 ortsfest angeordneten Bolzen 114 schwenkbar gelagert ist. Der Nadelfaden Io9 wird durch den Innenraum des Drehgehäuses durch eine nicht näher bezeichnete Öffnung (siehe Fig. 3) in dessen Wand zu einem Fadenspanner 113, von dort durch die Öse

112 und von dort zur Nadel 35 geführt.

Die Arbeitsweise ist wie folgt:

Die Steuerkurven 2o, 23 in der Steuerscheibe 7 der Vorschubvorrichtung 2 sind derart ausgebildet, daß der Zuschnitt 4, bei dem es sich um eine Tasche handelt, mit einer Naht 117 auf das Werkstück 3 aufgenäht wird. Wäh rend der Zuführung bzw. Entnahme von Werkstück 3 mit Zuschnitt 4 befindet sich die Nadel 35 in Bezug auf den

Werkstückhalter 29 in einem Zwischenpunkt 118, der dadurch erreicht wird, daß Werkstück 3 und Zuschnitt 4 nach Beendigung der Naht 117 nichtnähend vom Endpunkt 119 der Naht 117 zu dem Zwischenpunkt 118 verfahren wird. Während der Werkstückhalter 29 mit Werkstück 3 und Zuschnitt 4 diese Strecke vom Endpunkt 119 zum Zwischenpunkt 118 durchläuft, wird das Drehgehäuse 33 und entsprechend das Greiferlager 63 aufgrund entsprechender Ausgestaltung der Steuerkurve 57 in eine neutrale Ausgangsstellung entsprechend der Darstellung in Fig. 3 zurückgedreht in der die Nadeltransportbewegung in einer senkrecht zur Zeichnungsebene verlaufenden Ebene erfolgt, wie es bei üblichen Nähmaschinen mit Nadeltransportantrieb der Fall ist.

Durch die Wirkung des Schwinggetriebes 93 erfolgt eine Überlagerung der auf- und abgerichteten Bewegung der Nadel 35 mit einer Ausschwingbewegung der Nadelstangenschwinge 9o, so daß die in der Zeichnung nicht dargestellte Spitze der Nadel 35 eine geschlosse ellipsenförmige Bahn beschreibt, d.h. die Nadel 35 führt eine bereits erwähnte Nadeltransportbewegung aus. Weiterhin verschiebt die Vorschubvorrichtung 2 den Werkstückhalter 29 kontinuierlich derart, daß eine Relativbewegung von Werkstück 3 mit Zuschnitt 4 zur Nadel 35 entsprechend dem Verlauf der Naht 117 erfolgt. Ausgehend von der Steuerkurve 57 wird über den Drehgehäusetrieb 58 bewirkt, daß die Nadeltransportbewegung an der jeweiligen Stichstelle 12o in einer in Fig. 7 angedeuteten Tangentialrichtung 121 zur Naht 117 erfolgt. Durch den Greiferlagertrieb 64 wird hierdurch sichergestellt, daß der Greifer Io6 jeweils die richtige Stellung hierzu hat. Während die Naht vom Nahtanfangspunkt 122 zum Nahtendpunkt 119 genäht wird, treten also ein Minimum an Verschiebekräften an Werkstück 3 und Zuschnitt 4 auf.

Während der Drehbewegung des Drehgehäuses 33 wird auch der Fadenhebel 111 mitgedreht. Auch die Fadenzuführung unterliegt keinerlei Veränderungen, da die Zuführung durch die Hohlwelle 39 erfolgt und der Fadenvorrat Ho jeweils gemeinsam mit der Hohlwelle 39 verdreht wird.

In den Fig. 1 und 2 ist erkennbar, wie das Drehgehäuse 33 an der in Fig. 7 dargestellten Stichstelle 12o zur Erreichung der Tangentialrichtung 121 gegenüber der nor malen Lage um einen Winkel ό\ verschwenkt ist.

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Claims (3)

Kochs Adler AG, Potsdamer Straße 19o, 48oo Bielefeld 17 Ansprüche

1. Nähautomat mit einem Nähkopf und einer Vorschubvorrichtung zur Erzeugung einer 2-Achsen-Relativbewegung zwischen einem zu nähenden Werkstück und dem Nähkopf, wobei am Nähkopf ein Drehgehäuse gelagert ist, in dem eine eine Nadel tragende Nadelstange mittels eines von der Hauptantriebswelle des Nähkopfes angetriebenen Kurbeltriebs auf- und abgehend antreibbar gelagert ist, wobei das Drehgehäuse um die Nadel-Achse drehbar und mit einem Fadenhebeltrieb versehen ist, und wobei eine Nadeltransportbewegung vorgesehen ist, und mit einem einen Greifer aufnehmenden drehwinkelgleich mit dem Drehgehäuse gekoppelten Greiferlager, dadurch gekennzeichnet, daß im Drehgehäuse (33) mit dem Kurbeltrieb für die Nadelstange (36) ein Schwinggetriebe (93) für eine die Nadelstange (36) führende NadelStangenschwinge (9o) und ein Fadenhebelgetriebe (87) gekoppelt sind.

2. Nähautomat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Drehgehäuse (33) eine von einem gemeinsamen Nadelstangen-, Nadelschwing- und Fadenhebeltrieb (Io8) drehantreibbare Welle (84) gelagert ist, die mit einer mit der Nadelstange (36) einerseits und dem Fadenhebelgetriebe (87) andererseits gekoppelten Kurbel (85) versehen ist.

3. Nähautomat nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (84) über das als Exzenter-Kurbel-Getriebe ausgebildete Schwinggetriebe (93) mit einer die Schwingbewegung auf die NadelStangenschwinge (9o) übertragenden weiteren Welle (97) verbunden ist.