DE3729256A1 - Naehaggregat mit einer vorschubvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Nähaggregat nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiges Nähaggregat ist durch die DE-PS 34 07 338 bekannt. Dessen Vorschubvorrichtung weist zur Erzielung einer geringen Massenträgheit nur zwei drehbar gelagerte Lenker auf, die jeweils auf einem geradlinig verschiebbaren und über ein Zahnriemengetriebe mit je einem Positioniermotor verbundenen Schlitten gelagert sind. Am Ende eines der beiden Lenker ist ein Nähguthalter angeordnet. Während des Betriebes treten an dem den Nähguthalter tragenden Lenker außer den parallel zu seiner Längsachse gerichteten Antriebskräften zusätzlich an seiner Koppelstelle mit dem anderen Lenker durch quer gerichtete Kräfte auch noch Biegebelastungen auf. Diese werden zwar dadurch aufgefangen, daß der den Nähguthalter tragende Lenker einen knicksteifen Mittelstab und einen mit dem Nähguthalter verbundenen Querstab aufweist, wobei dessen Enden über vorgespannte Federstahlbänder mit dem anderen Ende des Lenkers verbunden sind; jedoch bedingen diese Maßnahmen einen nicht unerheblichen technischen Aufwand.

Durch diese auch bei älteren, aus vier parallelogrammförmig angeordneten Lenkern aufgebauten Vorschubvorrichtungen (DE-PS 24 57 534) bekannte Anordnung des Nähguthalters am Ende eines von zwei miteinander gekoppelten Lenkern ergeben sich ferner ungleichförmige Antriebsbedingungen für die beiden Bewegungsrichtungen der Vorschubvorrichtung, wobei für den Vorschub in Längsrichtung des gekoppelten Lenkers wesentlich größere Kräfte aufzubringen sind als beim Vorschub in Längsrichtung des den Nähguthalter tragenden Lenkers. Diese ungleichförmigen Kräfte werden von den bei den älteren Vorschubvorrichtungen verwendeten formschlüssigen Kurvenscheibengetrieben problemlos bewältigt. Dagegen können bei einer mit Schrittmotoren ausgestatteten Vorschubvorrichtung große Unterschiede zwischen den maximal aufzubringenden Antriebskräften dazu führen, daß einerseits für den Betrieb der Schrittmotoren unterschiedliche Ansteuerungsrampen verwendet werden müssen und andererseits die maximale Drehzahl der Motoren unverhältnismäßig stark reduziert werden muß.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Nähaggregat mit einer Vorschubvorrichtung so auszubilden, daß die in beiden Bewegungsrichtungen der Vorschubvorrichtung auftretenden maximalen Kräfte im wesentlichen gleich groß sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäße Maßnahme, beide Lenker mit dem Nähguthalter gelenkig zu verbinden und die Führungsfunktion, die bisher von dem den Nähguthalter tragenden Lenker zusätzlich zu seiner Antriebsfunktion mit erfüllt wurde, nunmehr auf einen mit dem Nähguthalter befestigten Führungsarm zu übertragen, treten in beiden Lenkern ausschließlich axial gerichtete Kräfte auf. Aufgrund der gleichartigen Belastung der beiden Lenker ergeben sich für die Positioniermotoren gleichmäßigere Antriebskräfte, d. h., deren Maximalwerte sind im wesentlichen gleich groß. Dies hat zur Folge, daß die beiden Positioniermotoren innerhalb eines für beide Motoren gleichen Drehzahlfeldes betrieben werden können, wodurch einerseits eine höhere durchschnittliche Drehzahl und andererseits ein gleichmäßigeres dynamisches Verhalten der gesamten Vorschubvorrichtung erzielt wird.

Die deutsche Patentanmeldung P 36 07 107.2 betrifft mit dem zweiten Ausführungsbeispiel zwar ebenfalls ein Nähaggregat mit einer Vorschubvorrichtung für einen Nähguthalter, bei der dieser mit zwei Lenkern sowie mit einem dritten stangenförmigen Getriebeteil verbunden ist, jedoch dient dieses ausschließlich als ein axial gerichtete Kräfte übertragender Hilfslenker, der gemeinsam mit einem der beiden ersten Lenker und einem gemeinsamen Schlitten ein Parallelschwingengetriebe bildet. Durch die Ausbildung des Parallelschwingengetriebes wird nicht eine Vergleichmäßigung der von den beiden Antriebsmotoren aufzubringenden maximalen Antriebskräfte angestrebt, sondern allein die Konstanthaltung der Winkellage des Nähguthalters gesichert.

Im Anspruch 2 ist eine vorteilhafte konstruktive Ausgestaltung angegeben, die darin besteht, daß der Führungsarm aus zwei massearmen knickfesten Stäben besteht, die einerends an je einem der beiden einen gegenseitigen Abstand aufweisenden Anlenkpunkte der beiden Lenker am Nähguthalter angreifen und anderenends auf einem gemeinsamen Gelenk eines längsgeführten Schlittens drehbar gelagert sind. Die beiden im Dreiecksverbund angeordneten und an bestehenden Gelenkpunkten angreifenden Stäbe bilden eine besonders massearme und konstruktiv einfache Realisierung eines Führungsarmes.

Die symmetrische Anordnung der Lenker bezüglich des Führungsarmes gemäß Anspruch 3 ist die optimale Voraussetzung zur Erzielung gleichmäßiger Antriebskräfte der beiden Motore.

Die Ausgestaltungen der Vorschubvorrichtung nach den Ansprüchen 4 bis 6 betreffen konstruktive Varianten zur Erzielung einer gedrängten bzw. flach gestreckten Bauweise.

Die Erfindung ist anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine erste Ausführungsform eines Nähaggregates;

Fig. 2 bis 4 schematische Darstellungen von drei weiteren Ausführungsbeispielen.

Auf einer Tischplatte (1) ist eine Nähmaschine (2) angeordnet, von der die Grundplatte (3) und der in einem Kopf übergehende Arm (4) dargestellt sind.

Zur Aufnahme des Nähgutes dient ein Nähguthalter (5), der eine das Nähgut reibschlüssig erfassende Platte (6) aufweist, die zum Durchtritt der nicht dargestellten Nadel der Nähmaschine mit einer der Form der herzustellenden Naht entsprechenden Aussparung (7) versehen ist. Die Platte (6) liegt auf einer auf der Tischplatte (1) befestigten Tragplatte (8) auf, deren Oberseite mit der Oberseite der Grundplatte (3) der Nähmaschine (2) fluchtet.

Der Nähguthalter (5) ist durch Knebelschrauben (9) mit einem Haltestück (10) lösbar verbunden, in dem zwei Gelenkbolzen (11, 12) aufgenommen sind.

Auf dem Gelenkbolzen 11 ist ein Ende eines Lenkers (13) angeordnet, der aus einem knicksteifen, massearmen Hohlprofil gebildet ist. Das andere Ende des Lenkers (13) ist auf einem Gelenkbolzen (14) gelagert, der auf einem Schlitten (15) angeordnet ist. Der Schlitten (15) ist auf einer Gleitstange (16) verschiebbar, deren Enden in zwei auf der Tischplatte (1) befestigten Lagerböckchen (17, 18) aufgenommen sind. Auf der Tischplatte (1) ist eine parallel zur Gleitstange (16) verlaufende Führungsschiene (19) befestigt, die einen U-förmigen Querschnitt hat. Der obere Schenkel der Führungsschiene (19) wird von einem Rollenpaar umgriffen, von dem nur die obere Rolle (20) dargestellt ist.

An der Unterseite der Tischplatte (1) ist ein Schrittmotor (21) angeordnet, der ein gezahntes Riemenrad (22) antreibt. Auf dem Riemenrad (22) ist ein Zahnriemen (23) angeordnet, der um ein auf der Tischplatte (1) drehbar angeordnetes Umlenkrad (24) läuft, wobei die Riemenabschnitte zwischen den Rädern (22, 24) parallel zur Gleitstange (16) verlaufen. Der Zahnriemen (23) ist über eine Druckplatte (25) fest mit dem Schlitten verbunden.

Auf dem Gelenkbolzen (12) ist ein Ende eines Lenkers (26) angeordnet, der wie der Lenker (13) aufgebaut ist und dementsprechend ebenfalls aus einem knicksteifen, massearmen Hohlprofil besteht. Das andere Ende des Lenkers (26) ist auf einem Gelenkbolzen (27) gelagert, der auf einem Schlitten (28) angeordnet ist. Der Schlitten (28) ist auf einer Gleitstange (29) verschiebbar, deren Enden in zwei auf der Tischplatte (1) befestigten Lagerböckchen (30, 31) aufgenommen sind. Auf der Tischplatte (1) ist eine parallel zur Gleitstange (29) verlaufende Führungsschiene (32) befestigt, die einen U-förmigen Querschnitt hat. Der obere Schenkel der Führungsschiene (32) wird von einem Rollenpaar umgriffen, von dem nur die obere Rolle (33) dargestellt ist.

An der Unterseite der Tischplatte (1) ist ein Schrittmotor (34) angeordnet, der über einen Zahnriemen (35) auf die gleiche Art und Weise mit dem Schlitten (28) in Antriebsverbindung steht, wie es bei dem zuvor beschriebenen Schrittmotor (21) und dem zugeordneten Schlitten (15) der Fall ist.

Auf dem Gelenkbolzen (11) ist ferner ein Ende eines Stabes (36) angeordnet, der aus einem knicksteifen, massearmen Hohlprofil besteht. In gleicher Weise ist auf dem Gelenkbolzen (12) ein Ende eines Stabes (37) angeordnet, der ebenfalls aus einem knicksteifen, massearmen Hohlprofil besteht.

Die noch freien Enden der beiden Stäbe (36, 37) sind auf einem Gelenkbolzen (38) gelagert, der auf einem Schlitten (39) angeordnet ist. Die beiden Stäbe (36, 37) stehen mit dem Haltestück (10) in einem Dreiecksverband und bilden auf diese Weise einen biegesteifen Führungsarm (40).

Der Schlitten (39) ist auf einer Gleitstange (41) verschiebbar, deren Enden in zwei auf der Tischplatte (1) befestigten Lagerböckchen (42, 43) aufgenommen sind. Auf der Tischplatte (1) ist eine parallel zur Gleitstange (41) verlaufende Führungsschiene (44) befestigt, die einen U-förmigen Querschnitt hat. Der obere Schenkel der Führungsschiene (44) wird von einem Rollenpaar umgriffen, von dem nur die obere Rolle (45) dargestellt ist.

Die Bauteile (5 bis 45) bilden die Vorschubvorrichtung (46) für das zu bearbeitende Nähgut.

Bei dem in Fig. 2 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Lenker (50, 51) über Kreuz angeordnet, wodurch deren Anlenkpunkte (52, 53) am Nähguthalter (54) im Vergleich mit dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 vertauscht sind. Das jeweils andere Ende der Lenker (50, 51) ist wie bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 drehbar in je einer stationären Führung (55, 56) aufgenommen und mit je einem nicht dargestellten Positioniermotor verbunden. An den Anlenkpunkten (52, 53) greifen zwei einen Führungsarm (57) bildende Stäbe (58, 59) an, deren andere Enden wie beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 drehbar in einer gemeinsamen stationären Führung (60) aufgenommen sind. Durch die sich kreuzende Anordnung der Lenker (50, 51) wird eine gedrängte Bauweise der Vorrichtung erzielt.

Eine andere Möglichkeit zur Erzielung einer gedrängten Bauweise ist in Fig. 3 dargestellt. In diesem Fall ist der von zwei Stäben (65, 66) gebildete Führungsarm (67) gegenüber den beiden Lenkern (68, 69) unsymmetrisch versetzt angeordnet, d. h., die Anlenkpunkte (70, 71) der beiden Lenker (68, 69) befinden sich an einer Seite (a) des Nähguthalters (72), während die Stäbe (65, 66) an einer zur Seite (a) im Winkel von 90° verlaufenden Seite (b) angeordnet sind. Die Führungen der beiden Lenker (68, 69) sind mit (73, 74) bezeichnet. Die Führung des Führungsarmes (67) hat das Bezugszeichen (75).

Bei dem in Fig. 4 schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel greifen die beiden Lenker (80, 81) an einem gemeinsamen Anlenkpunkt (82) am Nähguthalter (83) an. Die Führungen der beiden Lenker (80, 81) sind mit (84, 85) bezeichnet. Der Führungsarm (86) ist von zwei Stäben (87, 88) gebildet, von denen der Stab (87) am Anlenkpunkt (82) der beiden Lenker (80, 81) angreift, während der Stab (88) an der benachbarten Ecke des Nähguthalters (83) befestigt ist. Die Führung des Führungsarmes (86) ist mit (89) bezeichnet.

Das Nähaggregat arbeitet wie folgt:

Das Nahaggregat dient beispielsweise zum Aufnähen von Taschen auf Kleidungsstücke. Der vom Haltestück (10) gelöste Nähguthalter (5) wird auf das betreffende Kleidungsstück und die Tasche so aufgelegt, daß sich die Aussparung (7) an der Stelle befindet, an der die Naht gebildet werden soll. Anschließend wird der Nähguthalter (5), der das Kleidungsstück und die Tasche reibschlüssig festhält, auf der Tragplatte (8) entlangbewegt und wieder mit dem Haltestück (10) verbunden. Danach kann der Bearbeitungszyklus des Nähaggregates gestartet werden.

Zunächst wird der Nähguthalter (5) bei noch stillstehender Nähmaschine (2) aus der in der Zeichnung dargestellten Ruhestellung in die Nähposition gefahren, indem die Schrittmotoren (21, 34) programmgesteuert zeitlich überlappt eine entsprechende Anzahl von Antriebsschritten ausführen. Die Steuerung der Schrittmotoren (21, 34) erfolgt hierbei durch einen bekannten, nicht dargestellten Mikrocomputer, der die erforderliche Anzahl von Antriebsimpulsen für jeden der beiden Schrittmotoren (21, 34) aus in einem Speicher enthaltenen Positionsdaten berechnet.

Die Schrittmotoren (21, 34) treiben die Zahnriemen (23, 35) an, die ihrerseits die Schlitten (15, 28) auf den Gleitstangen (16, 29) verschieben. Die Bewegung der Schlitten (15, 28) wird auf die jeweiligen Lenker (13, 26) übertragen und somit der Nähguthalter (5) in der im Programm festgelegten Weise auf der Tragplatte (8) relativ zur Nähmaschine (2) verschoben, bis sich die Stelle, an welcher die Naht beginnen soll, unter der Nadel der Nähmaschine befindet. Hierbei bewirkt der einerends mit dem Nähguthalter (5) fest verbundene und anderenends auf dem längsgeführten Schlitten (39) drehbar gelagerte Führungsarm (40) stets eine von den jeweiligen Stellungen der beiden Lenker (13, 26) abhängige eindeutig definierte Winkelstellung des Nähguthalters (5), so daß dieser präzise bewegbar bzw. positionierbar ist.

Nachdem der Nähguthalter (5) die Nähposition erreicht hat, wird die Nähmaschine (2) eingeschaltet, worauf im Zusammenwirken mit den programmgesteuerten Schrittmotoren (21, 34) die gewünschte Naht gebildet wird.

Während der Nähguthalter (5) beim Bewegen von der Ruhestellung in die Nähposition quasi kontinuierlich bewegt wird, wird er während des Nähvorganges nur bei außerhalb des Nähgutes befindlicher Nadel verschoben, wodurch er eine intermittierende Bewegung ausführt. Die dabei auftretenden stoßartigen Antriebs- und Trägheitskräfte werden aufgrund dessen, daß die Lenker (13, 26) drehbeweglich am Nähguthalter (5) angekoppelt sind, ausschließlich in axialer Richtung übertragen, so daß an den Lenkern (13, 26) außer den längsgerichteten Normalkräften keine ein Biegemoment hervorrufenden Querkräfte wirken. Da somit in den Lenkern (13, 26) stets gleichartige Kräfte auftreten und die Lenker (13, 26) überdies symmetrisch zu dem Führungsarm (40) angeordnet sind, sind von den Schrittmotoren (21, 34) in den beiden Bewegungsrichtungen (x und y) im wesentlichen gleich große maximale Antriebskräfte aufzubringen.

Bei im wesentlichen gleich großer maximaler Belastung ergibt sich gleichmäßigeres dynamisches Verhalten der gesamten Vorschubvorrichtung (46) und es können die beiden Schrittmotoren (21, 34) innerhalb eines für beide Motoren gleichen Drehzahlfeldes und somit mit gleichen Ansteuerungsrampen betrieben werden.

Da die beiden Stäbe (36, 37) des Führungsarmes (40) gemeinsam mit dem Haltestück (10) einen Dreieckverband bilden, treten in ihnen ebenfalls nur längsgerichtete Normalkräfte auf, wodurch die Stäbe (36, 37) besonders massearm ausgebildet sein können.

Bei den Vorschubvorrichtungen der Fig. 2 bis 4 treten im wesentlichen die gleichen Kräfteverhältnisse wie bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel auf, da die einander zugeordneten Lenker (50, 51; 68, 69 und 80, 81) jeweils gelenkig mit dem entsprechenden Nähguthalter (54; 72; 83) verbunden sind und die Führungsarme (57, 67 und 86) ebenfalls jeweils zwei einen Dreieckverband bildende Stäbe (58, 59; 65, 66; 87, 88) aufweisen.

Claims (6)

1 Nähaggregat mit einer Nähmaschine und einer Vorschubvorrichtung, die einen durch zwei auf je einem Schlitten gelagerte Lenker antreibbaren Nähguthalter und zwei stationäre Positioniermotoren aufweist, die mit je einem der Schlitten antriebsmäßig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß beide Lenker (13, 26; 50, 51; 68, 69; 80, 81) zur Übertragung ausschließlich axialer Kräfte gelenkig mit dem Nähguthalter (5; 54; 72; 83) verbunden sind und dieser mit einem Ende eines Führungsarmes (40; 57; 67; 86) fest verbunden ist, dessen anderes Ende in einer stationären Führung (39, 41; 60; 75; 89) verschiebbar drehbar aufgenommen ist.

2. Nähaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlenkpunkte (11, 12) der Lenker (13, 26) am Nähguthalter (5) einen gegenseitigen Abstand aufweisen und der Führungsarm (40) von zwei massearmen knickfesten Stäben (36, 37) gebildet ist, die einerends an je einem der Anlenkpunkte (11, 12) der Lenker (13, 26) angreifen und anderenends auf einem gemeinsamen Gelenk (38) eines längsgeführten Schlittens (39) drehbar gelagert sind.

3. Nähaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (13, 26) symmetrisch zum Führungsarm (40) angeordnet sind.

4. Nähaggregat nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lenker (50, 51) über Kreuz am Nähguthalter (54) angreifen.

5. Nähaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Führungsarm (67) gegenüber den Lenkern (68, 69) unsymmetrisch versetzt ist.

6. Nähaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Lenker (80, 81) einen gemeinsamen Anlenkpunkt (82) am Nähguthalter (83) haben.