DE3516715C2

DE3516715C2 - Nähmaschine mit einer Vorschubeinrichtung

Info

Publication number: DE3516715C2
Application number: DE3516715A
Authority: DE
Inventors: Heinrich 6750 Kaiserslautern Bungert; Mathias Dipl.-Ing. Ulmen (FH), 6795 Kindsbach; Herbert 6750 Kaiserslautern Wenz
Original assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Current assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Priority date: 1985-05-09
Filing date: 1985-05-09
Publication date: 1987-04-30
Also published as: IT8667379A1; IT1188137B; ES554781A0; DE3516715A1; KR860009173A; JPH0119917B2; IT8667379A0; IT8653373V0; US4643118A; ES8705053A1; BR8602060A; KR920010589B1; JPS61255687A

Abstract

Bei einer Nähmaschine mit einer Vorschubeinrichtung, die ein neben der Stichbildestelle angeordnetes synchron zu den Stichbildewerkzeugen angetriebenes, in einem am Gehäuse der Nähmaschine vorgesehenen Träger gelagertes Vorschubrad aufweist, steht dieses zur Erzielung eines äußerst exakten Antriebs in beiden Richtungen in Antriebsverbindung mit einem Schrittmotor, dem in an sich bekannter Weise über eine Leistungsstufe Schrittimpulse zuführbar sind, die von einem synchron mit der Hauptwelle arbeitenden Impulsgeber über eine den Vorschubbetrag bestimmende Zähleinrichtung erzeugbar sind, die durch auswählbare, in einem Speicher enthaltene Digitalinformationen voreinstellbar ist. Bei einer Anordnung, bei der das Vorschubrad über ein Umlenkgetriebe und eine in dem Träger gelagerte Übertragungswelle mit seinem Antrieb verbunden ist, wobei das Umlenkgetriebe aus einem am Vorschubrad befestigten Tellerrad und einem fest mit der Übertragswelle verbundenen Ritzel besteht, ergibt sich eine besonders kompakte Lösung durch Befestigung des Schrittmotors an dem Träger und starren Koppelung seiner Abtriebswelle mit der Übertragungswelle.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Bei einer bekannten derartigen Nähmaschine (DE-PS 11 19 638) erfolgt der Antrieb des Vorschubrades von der Hauptwelle der Nähmaschine über ein Schrittschaltwerk, welches dem Vorschubrad eine intermittierende Vorschubbewegung übermittelt. Zur stufenlosen Verstellung muß ein solches Schrittschaltwerk als Klemmschaltwerk mit Freilaufkupplung ausgebildet sein. Derartige Schrittschaltwerke arbeiten infolge ihrer Reibungsmitnahme sehr ungenau und sind außerdem nicht zum Antrieb in umgekehrter Richtung verwendbar. Insbesondere bei wechselnden Drehzahlen der Nähmaschine ergibt sich infolge der großen Trägheitsmasse der mechanischen Übertragungsteile ein beträchtlicher Schlupf bei der Antriebsübertragung und damit ein erhebliches Abweichen der ausgeführten Stichlänge von dem eingestellten Wert. Ein Rückwärtsnähen ist mit dieser Nähmaschine überhaupt nicht durchführbar.

Durch die DE-OS 29 36 697 ist bei einer Nähmaschine ein Schrittmotorantrieb für eine hinter der Stichbildestelle angeordnete Vorschubwalze bekanntgeworden. Der Schrittmotor wird hierbei nicht zum Antrieb des an der Stichbildestelle befindlichen, die exakt auszuführende Stichlängenbildung bestimmenden Vorschuborganes verwendet, sondern er ist nur Hilfsvorschuborgan in einem Bereich, in dem eine von der exakten Vorschublängenbildung abweichende Funktionsausführung infolge der Stoffelastizität eine untergeordnete Rolle spielt. Der bekannte Schrittmotorantrieb dient damit nur zur Unterstützung des vorhandenen mechanischen Vorschubantriebes.

Schließlich ist durch die DE-OS 27 06 763 ein Schrittmotorantrieb bekannt, mit dem ebenfalls eine hinter dem Stoffschieber angeordnete, den Vorschub unterstützende Walze angetrieben wird. Die Abtriebswelle des Schrittmotors ist hierbei über ein Winkelgetriebe mit der Walze verbunden. Diese Anordnung weist den Nachteil auf, daß der Schrittmotor und das Vorschubelement auf verschiedenen Trägern angeordnet sind. Außerdem ist ein normales Winkelgetriebe allein durch seinen Platzbedarf für ein an der Stichbildestelle direkt arbeitendes rotierendes Vorschubelement nicht geeignet.

Die bisher bei Vorschubantrieben von Nähmaschinen verwendeten Schrittmotorantriebe sind somit ausschließlich zum Antreiben von Vorschubelementen eingesetzt worden, die nicht zum direkten und alleinigen Vorschub an der Stichbildestelle dienen. Sie waren dazu nicht geeignet, sondern sie wurden nur zum Antreiben solcher Vorschubelemente verwendet, die zur Unterstützung der vorhandenen mechanisch angetriebenen Vorschubelemente dienen.

Zwar ist es durch die DE-PS 34 06 484 (und auch z. B. durch die DE-OS 31 10 149) für Nähautomaten bekannt, den dort verwendeten Werkstückhalter durch Schrittmotore in x- und y-Richtung anzutreiben. Hierbei werden diese durch von einem Programmträger abzugebende Signale unterschiedlicher Impulsanzahl gesteuert und führen demzufolge Vorschubschritte unterschiedlicher Größe aus. Da hierbei einerseits die jeweilige Stichlänge aus der Summe der Bewegungen in x- und y-Richtung zusammengesetzt ist, andererseits die Masse des zu bewegenden Werkstückhalters relativ groß sein kann und schließlich vom Nähgut keine Rückwirkung auf die Schrittmotore ausgeht, werden hier an die konstruktive Ausgestaltung des Antriebszuges wesentlich geringere Anforderungen als an den Antrieb von direkt auf das Nähgut einwirkenden rotierenden Vorschubwerkzeugen, wie Schiebrad oder Rollfuß, gestellt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für eine universell direkt an der Stichbildestelle einsetzbare, rotierende Vorschubeinrichtung zu schaffen, die nur einen geringen Raumbedarf und wenig Übertragungsspiel aufweist, so daß feinstufige Vorschubbeträge sowohl in Vorschubrichtung als auch entgegen der Vorschubrichtung ausführbar sind.

Erfindungsgemäß wird dies bei einer Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die im kennzeichnenden Teil dieses Anspruchs angegebenen Merkmale gelöst.

Als Vorschubrad ist dabei sowohl ein unter dem Werkstück angeordnetes Schiebrad als auch ein darüber angeordneter Rollfuß zu verstehen.

Mit der Erfindung ergibt sich eine vorteilhaft transportierende Einrichtung, die das Nähgut äußerst exakt in beiden Vorschubrichtungen zu transportieren vermag, sich durch ein geringes Trägheitsverhalten auszeichnet und keinerlei Schlupf aufweist. Die Umschaltung von Vor- auf Rückwärtsstich zum Verriegeln ist bei Höchstgeschwindigkeit unter Beibehaltung von Stichlängengleichheit durchführbar. Gleichzeitig wird ein besonders kurzer Übertragungsweg mit allen seinen Vorteilen erreicht und durch die Verwendung eines Spiroidgetriebes den beschränkten Platzverhältnissen angepaßt. Die dabei erreichte kompakte Anordnung ist insbesondere zum Antrieb des Rollfußes, der in seiner Höhenlage beweglich gelagert sein muß und dessen Träger zum Einfädeln der Nadel auch ausschwenkbar gelagert sein muß, geradezu unumgänglich, wenn nicht ein schwerfälliger komplizierter Antrieb in Kauf genommen werden soll.

Das Spiroidgetriebe ist ein Schraubenradgetriebe mit gekreuzten, sich nicht schneidenden Achsen. Bei ihm ist eine Mehrzahl von Zähnen gleichzeitig im Eingriff. Außerdem steht die Kontaktlinie der Gleitbewegung praktisch senkrecht zur Kraftrichtung. Der Bogenradius der Kontaktlinien ist dabei wesentlich größer als bei einem Schneckenradgetriebe vergleichbarer Größe. Dadurch ergibt sich eine voll gleitende Bewegung entlang der gesamten Fläche der Zahnflanken des Abtriebsrades sowie ein gleichmäßiger Lauf ohne Unregelmäßigkeiten und eine außerordentliche Festigkeit des Getriebes. Es läßt sich vor allem auch ein spielfreier Lauf der Zahnräder herstellen. Das Spiroidgetriebe hat somit eine große Kraftübertragungskapazität und es lassen sich sehr große Übersetzungsverhältnisse durch Wahl entsprechender Steigungswinkel erreichen. Aufgrund des kleinen Achsmittenabstandes zwischen Abtriebsrad und Ritzel ergibt sich dabei eine äußerst kompakte Ausführung. Das Spiroidgetriebe ist außerdem selbsthemmend, so daß keine Bremse zum Verhindern eines Rück- oder Vorlaufes benötigt wird und auch keine Rückwirkungen durch das Werkstück auf das Vorschubrad erfolgen. Andererseits ist aber ein Antrieb in beiden Vorschubrichtungen möglich. Es ist ein Getriebe, das ruhig läuft, leicht und billig herstellbar ist und mit einem kleinen Schrittmotor arbeiten kann.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Maßnahme nach Anspruch 2 ergibt eine besonders einfache Verstellmöglichkeit sowohl hinsichtlich der Höhe des aus der Stichplatte herausragenden Teiles des Schiebrades als auch der seitlichen Lage des Schiebrades innerhalb des Stichplattenschlitzes. Die Ausbildung nach Anspruch 3 bringt eine besonders einfache Lösung zur spielfreien Einstellung der Getriebeverbindung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 eine Gesamtansicht einer mit einer Vorschubeinrichtung ausgestatteten Nähmaschine, teilweise geschnitten;
Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht der Nähmaschine nach Fig. 1, teilweise geschnitten;
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2;
Fig. 4 einen Schnitt durch einen Teil des Rollfuß-Triebwerkes in vergrößerter Darstellung.
Wie die Fig. 1 zeigt, besteht die Nähmaschine aus der Grundplatte 1, der Säule 2, dem Ständer 3, dem Arm 4 und dem Kopf 5. Im Arm 4 ist in üblicher Weise eine Hauptwelle 6 gelagert, die über einen Keilriemen 7 von einem unterhalb der Grundplatte 1 befestigten nicht dargestellten Motor angetrieben wird. Von der Hauptwelle wird durch einen Zahnriemen 9 eine in der Grundplatte 1 gelagerte Greiferwelle 10 angetrieben, die mit einem nicht dargestellten Greifer in Antriebsverbindung steht.
Die Hauptwelle 6 treibt über eine Kurbel 11 und einen Lenker 12 eine mit einer Nadel 13 ausgestattete Nadelstange 14 an. Der Lenker 12 ist dabei über eine Gelenkverbindung 15 (Fig. 2) an der Nadelstange 14 angelenkt. Diese ist in einer auf einer Achse 16 (Fig. 1) befestigten Nadelstangenführung 17 gelagert. Die Achse 16 ist dabei parallel zur Hauptwelle 6 im Arm 4 gelagert und durch eine Schraube 18 mit dem Arm 4 fest verbunden.
Im unteren Teil der Säule 2 (Fig. 2) ist ein Träger 30 auf einem Exzenterbolzen 31 gelagert, der in Bohrungen 32 und 33 in der Säule 2 ragende Lagerzapfen 34 und 35 aufweist. Der Lagerzapfen 35 ist mit einem Schlitz 36 versehen. Der Exzenter 31 wird durch eine Schraube 37 mit dem Träger 30 verklemmt. In dem Träger 30 ist eine Stehwelle 38 gelagert, die durch einen Stellring 39 und eine Kupplung 40 in axialer Richtung geführt ist. Der Träger 30 ist am unteren Ende mit einer Flanschplatte 41 ausgestattet, auf welcher ein Schrittmotor 42 befestigt ist, dessen Abtriebswelle 43 durch die Kupplung 40 starr mit der Stehwelle 38 gekuppelt ist. Am oberen Ende trägt die Stehwelle 38 ein Ritzel 44 eines Spiroidgetriebes 45, dessen Tellerrad 46 fest mit einem Schiebrad 47 verbunden ist, das in bekannter Weise kugelgelagert ist und einen Innenteil mit einem Achsstummel 48 aufweist. Dieser wird von einer Bohrung in einem Arm 30 a des Trägers 30 aufgenommen und ist nach Einstellung in axialer Richtung durch eine Schraube 49 festklemmbar.
Durch Verdrehen des Exzenterbolzens 31 mit Hilfe des Schlitzes 36 ist das Schiebrad 47 über den Träger 30 in seiner Höhenlage gegenüber einer Stichplatte 50 einstellbar, welche die Säule 2 nach oben abschließt und durch die es durch einen Schlitz 50 a hindurchragt.
Der Träger 30 wird durch eine in seinem oberen Teil eingeschraubte Schraube 51, die einen Schlitz 52 in der Säule 2 durchragt, mit dieser fest verklemmt. Dabei kann die seitliche Lage des Schiebrades 47 gegenüber dem Schlitz 50 a in der Stichplatte 50 ausgerichtet werden.
Im Kopf 5 der Nähmaschine ist eine senkrecht verlaufende Welle 53 lose gelagert. Auf der Welle 53 ist ein Klemmstück 54 festgeschraubt. Dieses weist eine radiale Bohrung auf, in der ein Stift 55 eingedrückt ist. Auf der Welle 53 ist weiterhin ein Kupplungsstück 56 lose gelagert. Ein seitlich von ihm abstehender Steg 57 ragt durch einen Schlitz im Kopf 5 und sichert das Kupplungsstück 56 gegen Verdrehung. Das Kupplungsstück 56 ist in seinem unteren Bereich als Ringausschnitt ausgebildet und umgreift damit das Klemmstück 54. Der Ringausschnitt weist eine Ausnehmung 59 auf, in die der Stift 55 hineinragt und die an ihrem einen Ende in eine Rastnut 60 übergeht, während sie an ihrem anderen Ende mit einer Wand 61 endet. Eine Druckfeder 62, die sich gegen einen auf der Welle 53 befestigten Stellring 63 abstützt, drückt das Kupplungsstück 56 und damit die obere Wand seines Ringausschnittes leicht nach unten gegen den Stift 55.
Auf dem Steg 57 (Fig. 3) liegt das freie Ende einer Blattfeder 64 auf, die im Arm 4 befestigt ist und das Kupplungsstück 56 nach unten drückt. Unter dem Steg 57 ragt ein Hebelarm 65 eines im Kopf 5 gelagerten Winkelhebels 66, der über einen Lenker 67 mit einem nicht dargestellten, von der Bedienungsperson betätigbaren Hebegestänge verbunden ist. Unter dem Hebelarm 65 ist ein Nocken 68 auf einer im Kopf 5 gelagerten Welle 69 befestigt. Die Welle 69 (Fig. 2) trägt auf ihrem nach außen ragenden Ende einen Handhebel 70.
Am unteren Ende der Welle 53 ist ein Kloben 71 befestigt, der mit einer Nutführung 72 ausgestattet ist. In dieser ist ein winkelförmiger, ein Langloch aufweisender Lappen 73 festgeschraubt, der mit einem Rollfußträger 74 fest verbunden ist. Dieser weist einen Rohrstutzen 75 (siehe auch Fig. 3 und 4) auf, der in ein nach unten ragendes Endstück 76 übergeht. In diesem ist eine Bohrung für die Befestigung eines Achsstummels 78 eines kugelgelagerten Rollfußes 80 durch eine Schraube 79 vorgesehen. Der Rollfuß 80 weist einen Laufring 81 auf, mit dem ein Tellerrad 82 eines Spiroidgetriebes 83 fest verbunden ist, dessen Ritzel 84 außermittig in Eingriff mit dem Tellerrad 82 steht. In dem Rohrstutzen 75 ist ein rohrförmiger Träger 85 aufgenommen, der durch im Rohrstutzen 75 eingeschraubte Schrauben 86 in seiner Lage verklemmt wird. Der Träger 85 besteht aus einem Rohr 87, einem sich nach oben anschließenden Hohlzylinder 88 und einem ringförmigen Abschlußflansch 89. In dem Rohr 87 ist eine Welle 90 gelagert, die an ihrem unteren Ende das Ritzel 84 trägt und fest mit einer Ringschulter 91 verbunden ist, die gegen das untere Ende des Rohres 87 anliegt.
Die Welle 90 wird im Bereich ihres oberen Endes vom Innenring eines im Hohlzylinder 88 eingepreßten Kugellagers 93 umgriffen. Das obere Ende der Welle 90 ist durch eine Kupplung 94 starr mit einer Abtriebswelle 95 eines Schrittmotors 96 gekuppelt, dessen Gehäuse auf dem Abschlußflansch 89 festgeschraubt ist.
Das Abheben des Rollfußes 80 vom Werkstück erfolgt durch Verschwenken des Handhebels 70, wobei der Nocken 68 über den Hebelarm 65 des Winkelhebels 66 das Kupplungsstück 56 über den Steg 57 gegen den Druck der Blattfeder 64 anhebt. Die gleiche Wirkung ergibt sich auch durch Betätigen des nicht dargestellten Hebegestänges, das über den Lenker 67 den Winkelhebel 66 verschwenkt.
Das Kupplungsstück 56 hebt über die Druckfeder 62 die Welle 53 mit dem daran befestigten Rollfuß 80 und dem Träger 85 nach oben, wobei die Druckfeder 62 die Anlage des Stiftes 55 in der Rastnut 60 des Kupplungsstückes 56 sichert.
Zum Abschwenken des Rollfußes 80 wird dieser von Hand um die Achse der Welle 53 verschwenkt. Dabei rastet der Stift 55 entgegen der Kraft der Druckfeder 62 aus der Rastnut 60 aus und die Welle 53 kann bis zur Anlage des Stiftes 55 an die Wand 61 der Ausnehmung 59 verdreht werden.

Claims

1. Nähmaschine mit einer Vorschubeinrichtung, die ein neben der Stichbildestelle angeordnetes synchron zu den Stichbildewerkzeugen angetriebenes, in einem am Gehäuse der Nähmaschine vorgesehenen Träger gelagertes Vorschubrad aufweist, das über ein Umlenkgetriebe und eine in dem Träger gelagerte Übertragungswelle mit seinem Antrieb verbunden ist, wobei das Umlenkgetriebe aus einem am Vorschubrad befestigten Tellerrad und einem fest mit der Übertragungswelle verbundenen Ritzel besteht, dadurch gekennzeichnet, daß das Umlenkgetriebe als selbst hemmendes Winkelgetriebe (Spiroid-Getriebe 45, 83) großen Übersetzungsverhältnisses mit außermittig am Abtriebsrad (46, 82) angreifendem Ritzel (44, 84) ausgebildet ist, wobei das Ritzel (44, 84) das Ende der in dem Träger (30, 74/80) gelagerten Übertragungswelle (38, 90) bildet und daß diese starr mit der Abtriebswelle (43, 95) eines an dem Träger (30, 74/80) befestigten Schrittmotors (42, 96) verbunden ist.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (30) auf einem verdrehbar im Gehäuse (2) der Nähmaschine befestigten Exzenterbolzen (31) gelagert und durch eine im Abstand davon angeordnete Klemmverbindung (51) feststellbar ist.

3. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (74/85) aus zwei Teilstücken (74 und 85) besteht, von denen das eine (85) die Übertragswelle (90) und den Schrittmotor (96) aufnimmt und axial einstellbar in einem Rohrstutzen (75) des anderen Teilstückes (74) befestigt ist.