DE3724004A1 - Naehmaschine mit nadelstangen-schwingrahmen - Google Patents

Description

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

Derartige Nähmaschinen werden auch als Nadeltrans­ port-Nähmaschinen bezeichnet. Sie können zusätzlich zu dem Nadeltransport auch noch mit einer sogenannten Obertransportvorrichtung für das bzw. die zu nähenden Werkstücke versehen sein.

Aus der DE-PS 8 74 395 (entsprechend US-PS 22 92 257) ist eine Nähmaschine bekannt, bei der ein Schwingrahmen in seinem oberen Bereich mittels eines Gelenks gelagert ist, das mittels eines Kurbeltriebs etwa in Werk­ stück-Transportrichtung hin und her verschiebbar ist. Hierdurch wird erreicht, daß die Nadel beim Einstechen in das Nähgut im wesentlichen senkrecht zum Werkstück verläuft. Nachteilig hierbei ist, daß ein besonderer Antrieb für den erwähnten Kurbeltrieb erforderlich ist und daß eine Geradführung der Nadel nur theoretisch bei einer ganz bestimmten Stichlänge erreichbar ist, da die Geometrie des Kurbeltriebs zur Verschiebung des Schwingrahmens in der Schwingebene unveränderbar ist. Bei unterschiedlichen Stichlängen wird also keine eindeutige Geradführung der Nadel, d.h. eine Verschiebung der Nadel parallel zu sich selber, erreicht. Weiterhin ist es nicht möglich, ein solches Getriebe bei Nähmaschinen einzusetzen, bei denen die Nährichtung zur Erzeugung von Verriege­ lungsstichen umkehrbar ist.

Wegen der vorstehend geschilderten Nachteile haben sich in der Praxis daher weitaus stärker Nähmaschinen durchgesetzt, deren Schwingrahmen um ein ortsfestes Gelenk schwingantreibbar ist. Bei einer derartigen, aus der DE-OS 34 48 021 (entsprechend US-PS 46 16 586) Nähmaschine der gattungsgemäßen Art erfolgt der Schwing­ antrieb des Schwingrahmens über eine schwingantreibbare Nadelstangentransportwelle, die über eine Gelenkhebel­ kette mit dem Schwingrahmen verbunden ist. Der Schwing­ rahmen trägt zusätzlich noch einen mit der Nadelstange schwingantreibbaren Stoffdrücker einer Obertransportvor­ richtung. Aufgrund der Verschwenkung der Nadelstange mit der Nadel um die Schwenkachse des ortsfesten Gelenks erfährt die Nadel beim Einstechen in das zu nähende Werkstück eine Biegebelastung mit der Folge eines erhöhten Nadelverschleißes. Ein weiterer Nachteil liegt darin, daß die Nadel infolge ihrer Neigungsänderung während des Nadeltransports, d.h. während des Vorschubes des Werkstückes bei eingestoche­ ner Nadel, die miteinander zu vernähenden Werkstücke relativ zueinander verschiebt, was dazu führen kann, daß am Ende einer Naht die beiden miteinander zu vernähenden Werkstücke nicht mehr bündig miteinander sind.

Aus der DE-AS 14 85 355 ist eine Zick-Zack-Nähmaschine bekannt, bei der ein Nadelstangen-Schwingrahmen quer zur Nährichtung, d.h. quer zur Werkstücktransportrich­ tung, zur Erzeugung des Zick-Zack-Stiches translatorisch hin- und herbewegbar ist. Hierzu ist der Schwingrahmen an einer Gleitstange gelagert. Fine derartige Führung eines Nadelstangen-Schwingrahmens in einer Nadeltrans­ portrichtung, also in Werkstücktransportrichtung ist nicht möglich.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nähma­ schine der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die unab­ hängig von der Stichlänge und unabhängig von der Nänrichtung eine Führung und Verschiebung der Nadelstange stets parallel zu sich selbst aufweist und die einfach aufgebaut ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst. Die Ausgestaltung der Lagerung und Führung des Schwingrah­ mens als Parallellenker-Getriebe führt dazu, daß unabhängig von der Stichlänge und unabhängig davon, ob vorwärts oder zur Erzeugung von Verriegelungsstichen rückwärts genäht wird, die Nadelstange mit der Nadel stets parallel zu sich selbst in der Schwingebene des Schwingrahmens bewegt bzw. verschoben wird. Ein solcher Antrieb läßt sich in sehr einfacher Weise realisieren. Er ist daher platzsparend, robust und einfach.

Der Antrieb eines in der erfindungsgemäßen Weise gelagerten Schwingrahmens läßt sich nach den Ansprü­ chen 2 und insbesondere 3 in besonders einfacher Weise realisieren, wobei durch die Maßnahmen nach Anspruch 3 über das eine ortsfeste Gelenk die Schwenkbe­ wegung eingebracht wird, so daß ein Getriebeglied neben seiner Führungsfunktion gleichzeitig eine Antriebs­ funktion erfüllt.

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

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Nähmaschine in teilweise aufgebrochener Darstellung,

Fig. 2 eine Ansicht auf den Kopf der Nähmaschine bei abgenommenem Deckel entsprechend dem Sicht­ pfeil II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Teil-Seiten-Ansicht des Kopfes der Nähma­ schine gemäß dem Sichtpfeil III in Fig. 2, in teilweise aufgebrochener und in unterschied­ lichen Ebenen geschnittener Darstellung,

Fig. 4 einen Teil-Horizontal-Schnitt durch den Kopf der Nähmaschine entsprechend der Schnittlinie IV-IV in Fig. 2 und

Fig. 5a bis 5c schematische Darstellungen des Schwing­ rahmens der Nähmaschine in unterschiedlichen Schwingstellungen.

Eine Nähmaschine 1 weist in üblicher Weise eine Grund­ platte 2 und einen Arm 3 auf, der einerseits über einen Ständer 4 mit der Grundplatte verbunden ist und andererseits in einem Kopf 5 endet. In dem Arm 3 ist eine Armwelle 6 drehbar gelagert, auf der an der Seite des Ständers 4 und außerhalb von diesem ein Handrad 7 befestigt ist. Im Bereich des Kopfes 5 ist die Armwelle 6 mit einer Kurbel 8 versehen, die einen Kurbelzapfen 9 zur schwenkbaren Aufnahme einer Kurbelstange 10 aufweist. Das dem Kurbelzapfen 9 abgewandte freie Ende der Kurbelstange 10 ist schwenkbar mit einem Nadelstangen-Kloben 11 verbunden, der mittels einer Setzschraube 12 auf einer vertikal angeordneten Nadelstange 13 befestigt ist. Die Kurbel 8 mit dem Kurbelzapfen 9, der Kurbelstange 10 und dem Kloben 11 bildet einen Nadelstangen-Kurbeltrieb. An ihrem unteren Ende trägt die Nadelstange 13 eine Nadel 14.

Die Nadelstange 13 ist in ihrer Längsrichtung verschieb­ bar in einem Schwingrahmen 15 gelagert. Hierzu weist der Schwingrahmen 15 ein oberhalb des Nadelstangen-Klo­ bens 11 befindliches oberes Nadelstangen-Lager 16 und ein unterhalb des Klobens 11 befindliches unteres Nadelstangen-Lager 17 auf.

Der Schwingrahmen 15 ist auf einer - in Fig. 2 rechten - Seite mittels eines Lenkers 18 schwenkbar gegenüber Kopf 5 bzw. Arm 3 gelagert. Hierzu ist dieser Lenker 18 mittels eines Gelenks 19 am Schwingrahmen 15 und an seinem anderen - oberen - freien Ende mittels eines Gelenks 20 frei schwenkbar am Kopf 5 des Armes 3 angelenkt. Die Schwenkachsen 21, 22 der Gelenke 19, 20 und damit des Lenkers 18 und insoweit auch des Schwing­ rahmens 15 verlaufen parallel zur Armwelle 6.

Auf ihrer anderen - in Fig. 2 linken - Seite ist der Schwingrahmen 15 mittels eines Hebels 23 mit einer Nadelstangentransport-Welle 24 verbunden. Hierzu ist dieser Hebel 23 auf der Welle 24 drehfest ange­ bracht. Sein unteres freies Ende ist mittels eines Gelenks 25 schwenkbar mit dem Schwingrahmen 15 verbun­ den. Die Schwenkachse 26 dieses Gelenks 25 und die Welle 24 verlaufen ebenfalls parallel zur Armwelle 6.

Der Antrieb dieser im Arm 3 gelagerten Nadelstangentrans­ port-Welle 24 wird von der Armwelle 6 abgeleitet. Hierzu ist an der Armwelle 6 ein Exzentertrieb 27 angebracht, der über eine Zugstange 28 und einen hiermit über ein Drehgelenk 29 gekoppelten Hebel die Nadelstangentransport-Welle 24 antreibt. Hierzu ist der Hebel 30 drehfest mit der Welle 24 verbunden. Durch diese Ausgestaltung wird der Schwingrahmen 15 und damit die in ihm gelagerte Nadelstange 13 synchron zur auf- und abgehenden Bewegung der Nadel­ stange 13 angetrieben.

Im unteren Bereich des Schwingrahmens 15 ist benachbart zum unteren Nadelstangen-Lager 17 ein Schiebelager 31 zur Aufnahme einer parallel zur Nadelstange 13 beweg­ baren Stoffdrückerstange 32 ausgebildet. An ihrem unteren Ende ist ein Drückerfuß 33 befestigt. Dieser Drückerfuß 33 weist eine Öffnung 34 für den Durchtritt der Nadel 14 auf. Der bewegbare Drückerfuß 33 ist an seiner Unterseite mit einer nicht dargestellten Profilierung, beispielsweise in Form einer Verzahnung, versehen. Die Nadel 14 und der bewegbare Drückerfuß 33 sind in ihrer durch die Schwingbewegung des Schwingrah­ mens 15 vorgegebenen Schwingebene symmetrisch zueinan­ der angeordnet, wobei diese Schwingebene durch einen Sichtpfeil 35 in Fig. 2 angedeutet ist.

Im Kopf 5 ist eine weitere Stoffdrückerstange 36 in einer Lagerbuchse 37 gelagert, die fest im Kopf 5 angeordnet ist so daß die Stoffdrückerstange 36 sich nur in ihrer Längsrichtung bewegen kann; sie wird daher als feststehende Stoffdrückerstange 36 bezeichnet. Am unteren Ende der feststehenden Stoff­ drückerstange 36 ist ein Drückerfuß 38 befestigt, der zwei Stege 39 aufweist, die den mit der Öffnung 34 und der Profilierung versehenen unteren Bereich 40 des beweglichen Drückerfußes 33 zwischen sich mit Spiel aufnehmen.

Die im Schwingrahmen 15 verschiebbar gelagerte, mit dem Schwingrahmen bewegbare Stoffdrückerstange 32 ist an ihrem oberen Ende, das sich nur wenig oberhalb ihres Schiebelagers 31 befindet, mit einem Ansatz 41 versehen, an dem ein Gelenkhebel 42 angelenkt ist, dessen anderes Ende wiederum an einem Winkelhebel 43 angelenkt ist. Auf der feststehenden Stoffdrücker­ stange 36 ist ein Lagerblock 44 befestigt, an dem der Winkelhebel 43 wiederum schwenkbar gelagert ist.

Symmetrisch zum unteren Bereich des mit dem Schwing­ rahmen 15 bewegbaren Drückerfußes 33 ist in der Grund­ platte 2 ein unterer Stoffschieber 45 vorgesehen, der durch eine Ausnehmung 46 in einer Stichplatte 47 hindurchragt, die an der Grundplatte 2 angebracht ist. Der Stoffschieber 45 ist in üblicher Weise auf einem Balken 48 angebracht, der in bekannter Weise hin- und hergehend und auf- und abgehend von einem nicht näher dargestellten Vorschubgetriebe bewegt wird, so daß der Stoffschieber 45 eine üblicherweise als Viereckbewegung bezeichnete, tatsächlich angenähert ellipsenförmige Bewegung beim Betrieb der Nähmaschine ausführt. Die Nadel 14 arbeitet mit einem unterhalb der Stichplatte 47 in der Grundplatte 2 angeordneten Greifer 49 zur Erzeugung einer Naht in einem Werkstück 50 zusammen, das in Fig. 2 strichpunktiert dargestellt ist.

Der untere Bereich 40 des schwingend antreibbaren Drückerfußes 33 ist dem Stoffschieber 45 zugeordnet, wobei zwischen diesen das Werkstück 50 aufgenommen wird. Dagegen gelangen die Stege 39 des nicht schwing­ baren Drückerfußes 38 lediglich mit der Stichplatte 47 bzw. dem auf dieser liegenden Werkstück 50 in Berüh­ rung.

Der im Schwingrahmen 15 gelagerte Drückerfuß 33 setzt auf dem unteren Stoffschieber 45 auf und hält das Werkstück 50 auf diesem fest, wenn bei eingestochener Nadel 14 der Schwingrahmen 15 eine Schwingbewegung ausübt. Während dieser Bewegungsphase ist der nicht­ schwingbewegliche Drückerfuß 38 vom Werkstück 50 abgehoben. Wenn dagegen die Nadel 14 nicht in das Werkstück 50 eingestochen ist, ist auch der Drückerfuß 33 vom Werkstück 50 abgehoben. Dagegen wird dann das Werkstück 50 von dem auf dieses abgesenkten Drücker­ fuß 38 relativ zur Stichplatte 47 fest, insgesamt also ortsfest, gehalten. Der Antrieb der beiden Stoff­ drückerstangen 32 und 36 mit ihren Drückerfüßen 33 und 38 ist im vorliegenden Fall nicht von Bedeutung und bekannt. Hierzu sei ausdrücklich auf die DE-OS 34 23 843 (entsprechend US-PS 46 16 586) verwiesen.

Der Antrieb des Greifers 49 erfolgt über eine in der Grundplatte gelagerte Welle 51, die mittels eines Zahnriementriebes 52 von der Armwelle 6 antreibbar ist. Hiervon wird auch der Antrieb des nicht dargestell­ ten Vorschubgetriebes für den Stoffschieber 45 abge­ leitet.

Wie insbesondere aus den Fig. 5a bis 5c hervorgeht, sind der Lenker 18 und der Hebel 23 immer parallel zueinander angeordnet. Die Länge 1 ₁₈ des Lenkers 18 zwischen den Schwenkachsen 21, 22 der Gelenke 19, 20 ist also identisch zur Länge 1 ₂₃ des Hebels 23 zwischen der Schwenkachse 26 des Gelenks 25 und der Schwenkachse 54 der Nadelstangentransport-Welle 24, die unter anderem in einem Lager 55 ortsfest im Kopf 5 gelagert ist. Außerdem ist der Abstand a der Schwenkachse 54 der Welle 24 von der Schwenkachse 22 des ortsfesten Gelenks 20 identisch dem Abstand b der Schwenkachse 26 des Gelenks 25 von der Schwenkachse 21 des Gelenks 19. Aus diesen beiden Bedingungen 1 ₂₃=1 ₁₈ und a=b und aus der Bedingung, daß die Schwenkachsen 54 und 22 ortsfest im Kopf 5 des Arms 3 angeordnet sind, ergibt sich, daß der Lenker 18, der Hebel 23 und der Schwing­ rahmen 15 nur parallel zu sich selbst bewegt werden können. Die Nadelstange 13 mit der Nadel 14 wird also durch den Antrieb über die Nadelstangentrans­ port-Welle 24 immer parallel zu sich selbst in Richtung des Sichtpfeils 35 bzw. entgegengesetzt verschoben. Fig. 5a zeigt den Schwingrahmen 15 in einer neutralen Mittelstellung. Fig. 5b zeigt ihn in einer in der Richtung des Sichtpfeils 35, d.h. in der Werkstück-Trans­ portrichtung ausgeschwungenen Stellung, also am Ende eines Einstichvorgangs. Fig. 5c zeigt dagegen den der Richtung des Sichtpfeils 35 zurückgeschwungenen Stellung, also vor einem Einstich oder zu Beginn eines Einstichs der Nadel 14 in ein Werkstück 50.

Wie sich aus dem Vorstehenden ergibt, liegt die durch den Sichtpfeil 35 angedeutete Schwingebene des Schwing­ rahmens 15 in der Werkstücktransportrichtung, weshalb diese auch durch den Sichtpfeil 35 angedeutet wird.

Es ist zweckmäßig, wenn die beiden ortsfesten Schwenk­ achsen 54 und 22 und damit auch die beiden dem Schwing­ rahmen 15 zugeordneten Schwenkachsen 21 und 26 jeweils etwa in einer Höhe sich befinden, d.h., wenn die Verbindungslinie 56 zwischen den beiden ortsfesten Schwenkachsen 54 und 21 mit der Mittel-Längs-Achse 57 der Nadelstange 13, längs derer die Nadelstange 13 mit der Nadel 14 verschoben wird, einen Winkel c einschließen, der möglichst nahe an 90° herankommt. Dies heißt mit anderen Worten, daß die vier Schwenk­ achsen 21, 22, 26, 54 etwa ein Rechteck begrenzen.

Der Schwingrahmen 15 ist selbstverständlich mit einstell­ baren unterschiedlichen Ausschwingweiten, d.h. für unterschiedliche Stichlängen antreibbar. Die entspre­ chenden Verstelleinrichtungen sind bekannt, beispiels­ weise aus der DE-OS 34 23 843 (entsprechend US-PS 46 16 586).

Der Vollständigkeit halber sei noch hinzugefügt, daß der Kopf 5 mittels eines an- bzw. abschraubbaren Deckels 53 verschlossen ist. Der Schwingrahmen 15 weist im Bereich seines oberen Nadelstangen-Lagers 16 einen Vorsprung 58 auf, der in eine Ausnehmung 59 im Kopf 5 hineinragt. Im Bereich des unteren Nadelstan­ gen-Lagers 17 befindet sich der Schwingrahmen 15 in einer Ausnehmung 60 im Kopf 5, durch die er nach unten hinausragt. Die Ausnehmungen 59, 60 werden jeweils nach außen durch den Deckel 53 verschlossen. Der Schwingrahmen 15 ist in seiner axialen Erstreckung im Bereich der beiden Ausnehmungen 59, 60 derart bemessen, daß er zwischen dem jeweiligen Grund der entsprechenden Ausnehmung 59 bzw. 60 einerseits und dem Deckel 53 andererseits in seiner Schwingebene verschiebbar geführt ist, in Richtung der Achsen 21, 22, 26, 54 aber weitgehend spielfrei geführt ist.

Claims (4)

1. Nähmaschine mit einem Nadelstangen-Schwingrahmen, in dem eine in ihrer Längsrichtung hin- und hergehend antreibbare Nadelstange (13) gelagert ist, der in einem Kopf (5) der Nähmaschine (1) über ein ortsfestes Gelenk (20) gelagert ist und der in einer mit einer Werkstücktransportrichtung zusammenfallenden Schwing­ ebene (35) schwingantreibbar ist, dadurch gekennzeich­ net, daß der Schwingrahmen (15) ein Glied eines vier­ gliedrigen Parallellenker-Getriebes ist, wobei der Schwingrahmen (15) einerseits über einen mittels eines Gelenks (19) mit ihm verbundenen als weiteres Glied dienenden Lenker (18) mit dem ortsfesten Gelenk (20) und andererseits über einen an ihm mittels eines Gelenks (25) angelenkten, als drittes Glied dienenden Hebel (23) mit einem im als viertes Glied dienenden Kopf (5) ortsfesten Lager (55) schwenkbar verbunden ist, und wobei der Lenker (18) und der Hebel (23) identische Länge (1 ₁₈ bzw. 1 ₂₃) aufweisen und parallel zueinander angeordnet sind.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (23) mit einem Schwingantrieb gekoppelt ist.

3. Nähmaschine nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Hebel (23) mit einer schwingantreibbaren Nadelstangentransport-Welle (24) drehfest verbunden ist, die fluchtend zum ortsfesten Lager (55) des Hebels (23) mit letzterem verbunden ist.

4. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Parallellenker-Getriebe etwa Rechteckform aufweist.