DE3743281A1 - Naehmaschine zum annaehen eines bandes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine zum ge­ steuerten Annähen eines Bandes an einen schlauch­ förmigen Öffnungsrand eines elastischen Nähgutes nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine derartige Nähmaschine ist aus der DE-PS 30 10 181 bekannt. Bei dieser Nähmaschine erfolgt eine mittels Reibungsbremse kontrollierte Zuführung eines Gummibandes zur Bildung eines endlosen, elastischen Bundes auch nach dem Abtrennen und der Freigabe von der Vorschubeinrichtung, und es kann somit auch der Endabschnitt des Gummibandes bis zum Abschluß des Nähvorgangs unter vorbestimmter Spannung gehalten und dem Stoffdrücker zugeführt werden. Es ist jedoch erforderlich, den schlauch­ förmigen Öffnungsrand des elastischen Nähgutes von Hand zu führen und auszurichten, um ein exaktes Annähen des Gummibandes an den Öffnungsrand des Nähgutes zu erreichen. Diese Führungs- und Aus­ richtarbeit erfordert eine hohe Konzentration der Bedienperson an der Nähmachine. Bei nach­ lassender Konzentration, d.h. bei einem weniger exakten Führen und Ausrichten des Nähgutes tritt eine Qualitätsminderung ein, das ein Wiederauf­ trennen des angenähten Bundes erforderlich macht oder zu einer Wertminderung des Nähgutes führt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nähmaschine so zu gestalten, daß das Führen und Ausrichten des Nähgutes unabhängig von der Bedien­ person an der Nähmaschine erfolgt und somit eine gleichbleibend hohe Qualität des angenähten end­ losen Bundes sichergestellt ist.

Diese Aufgabe wird bei einer Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kenn­ zeichnende Merkmale gelöst.

Die Anordnung eines weiteren Stoffschiebers im Bereich der Stichplatte, der quer zur Nähgut­ vorschubrichtung in der Nähebene gesteuert be­ weglich ist, ermöglicht auf einfache Weise ein von der Bedienperson unabhängiges, exaktes Führen und Ausrichten des zu benähenden schlauchförmigen Öffnungsrandes des Nähgutes. Die Betätigung des weiteren Stoffschiebers erfolgt hierbei durch einen Stellmotor, der getrieblich mit dem weiteren Stoffschieber verbunden ist.

Zweckmäßige und weiterhin vorteilhafte Ausgestal­ tungen des Gegenstands des Anspruchs 1 sind in den Unteransprüchen (Ansprüche 2 bis 10) angegeben.

Insbesondere die Weiterbildung nach Anspruch 3 ergibt ein besonders schonendes Ausrichten des zu benähenden Nähgutes, da im Bereich der Stich­ bildestelle das Nähgut praktisch seitlich nicht mehr bewegt wird.

Zur Steuerung des weiteren Stoffschiebers dient mindestens ein Sensor, der den Öffnungsrand des Nähgutes erfaßt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 Eine Teilansicht der Nähmaschine von der Seite gesehen,

Fig. 2 eine Teilansicht der Nähmaschine von oben gesehen,

Fig. 3 eine Teilansicht der Nähmaschine von vorn gesehen,

Fig. 4 einen Schwenkantrieb des weiteren Stoffschiebers nach Fig. 3, ver­ größert dargestellt,

Fig. 5 ein Blockschaltbild einer Schritt­ motorsteuerung für die Nähmaschine.

Die Nähmaschine weist ein Gehäuse 1 mit einer Welle 2 auf, die eine Hubexzenterscheibe 3 trägt. Die Hubexzenterscheibe 3 ist von einem Gleitstein 4 umschlossen, der in einem Stoffschieberträger 5 gelagert ist. Am Stoffschieberträger 5 ist mit einer Schraube 6 ein Zwischenhalter 7 höhenein­ stellbar befestigt.

An einem weiteren Stoffschieberträger 8 ist mit einer Schraube 9 ein Stoffschieber 11 befestigt, der in bekannter Weise angetrieben ist und durch eine Stichplatte 12 greift.

Ein über die Welle 2 und eine Wegexzenterscheibe 13 (Fig. 3) angetriebener Lenker 14 ist mit einem Bundbolzen 15, einer Scheibe 16 und einer Mutter 17 mit einem Rahmen 18 gelenkig verbunden. Der Rahmen 18 beinhaltet ein Langloch 19, durch das der Bundbolzen 15 ragt. Durch Verändern der Po­ sition des Bundbolzens 15 im Langloch 19 verändert sich auch die Größe der Vorschubbewegung des Stoff­ schieberträgers 5. Eine gehäusefeste Achse 21 verbindet den Rahmen 18 gelenkig mit dem Gehäuse 1. Am freien Ende des Rahmens 18 ist der Stoff­ schieberträger 5 mittels einer Hohlachse 22 ange­ lenkt.

Der Zwischenhalter 7 trägt einen weiteren Stoff­ schieber 23, der in einer Drehführung 24 schwenk­ bar gelagert ist, die aus einem Stehbolzen 25 und aus einer Öffnung 26 im weiteren Stoffschieber 23 gebildet ist. Eine Stützfläche 27 des Zwischen­ halters 7 trägt den in der Nähebene beweglichen weiteren Stoffschieber 23, an dem ein Kugelbolzen 28 befestigt ist, der von einer an einem Ende eines Querlenkers 31 angeordneten Kugelkalotte 29 umschlossen ist.

Der durch die Stichplatte 12 ragende weitere Stoff­ schieber 23 greift an der Innenseite eines schlauchförmigen, elastischen Nähgutes 32 an, das mit einem von einem zeichnerisch nicht darge­ stellten Vorrat abgezogenen Band 33 unter Bildung eines endlosen Bundes benäht wird. Das Band 33 kann fest oder elastisch, wie z.B. ein Gummiband, ausgebildet sein; es kann sich auch um eine feste oder elastische bandförmige Spitze handeln.

Ein Stoffdrücker 34, der den beiden Stoffschiebern 11 und 23 gegenüberliegt, ist mit einer Schraube 35 an einer Drückerstange 36 befestigt, die im Gehäuse 1 federnd gelagert ist. An einer auf- und abbeweglichen Nadelstange 37 ist ein Nadelkopf 38 befestigt, der eine oder mehrere Nadeln 39 trägt. Ein Führungskörper 41, der wenigstens teil­ weise vom Nähgut 32 umschlossen ist, ermöglicht ein zusätzliches Vorausrichten des Nähgutes 32.

Am Gehäuse 1 ist mit einer Schraube 42 ein Halter 43 befestigt, der je einen Sensor 40 zum Erkennen eines Öffnungsrandes 45 des Nähgutes 32, einen Sensor 44 zum Erkennen des Naht- oder Bandanfangs auf dem bereits benähten Nähgut 32, einen Sensor 46 zum hilfsweisen, gesteuerten Vorausrichten des Nähgutes 32 und einen Sensor 47 zum Erkennen einer Öffnungskante 50 des Bandes 33 trägt.

Die Sensoren 40, 44, 46 und 47 sind als Licht­ schranken ausgebildet, deren Strahlen von einer Reflektorplatte 60 reflektiert werden.

Das Band 33 wird von dem Vorrat mittels einer schrittmotorangetriebenen Rolle 48 und einer ge­ federten Gegenrolle 30 einer Vorschubeinrichtung so dem Stoffdrücker 34 zugeführt, daß der weitere Stoffschieber 23 nicht auf das Band 33 einwirkt. Eine gesteuert angetriebene Trennvorrichtung weist ein bewegliches Obermesser 49 und ein starres Untermesser 51 zum Trennen des Bandes 33 auf. Mittels eines druckluftbeaufschlagten Zylinders 52 wird über einen Gabelkopf 53 und eine Rolle 54 ein Obermesserhalter 55 betätigt, der das Ober­ messer 49 trägt.

Die Stichplatte 12 ist durch Schrauben 56, 57 und 58 mit dem Gehäuse 1 verbunden und weist eine Stichbildestelle 59 und Schlitze 61 auf, durch die der Stoffschieber 11 und der weitere Stoff­ schieber 23 greifen.

Eine Beschneideinrichtung 62 (Fig. 2), die ein feststehendes Messer 63 und ein bewegliches, ab­ senkbares Hakenmesser 64 beinhaltet, ist zum Egalisieren des Öffnungsrandes 45 des Nähgutes 32 und zum Beschneiden über den Öffnungsrand 45 seitlich vorstehender, zeichnerisch nicht dar­ gestellter, schmaler Nähgutstreifen vorgesehen, die durch eine ebenfalls nicht dargestellte Ab­ saugeinrichtung aus der Beschneidzone entfernt werden.

Ein elektrisch angetriebener Schrittmotor 65, der von dem Sensor 40 und einer in Fig. 5 sche­ matisch dargestellten Schaltung gesteuert ist, weist eine Welle 66 auf, mit der ein Arm 67 dreh­ fest verbunden ist. Ein Kugelbolzen 68 am Arm 67 ist von einer Kugelkalotte 69 umschlossen, die am anderen Ende des Querlenkers 31 angeordnet ist.

Nach Fig. 3 trägt eine gehäusefeste Achse 71 einen Distanzring 72 sowie je einen elastischen Ring 73 und 74. Die Mitte der Achse 71 bildet eine Rotationsmitte 75 des Führungskörpers 41. Er bein­ haltet je ein Kugellager 76 und 77, die Klemm­ kontakt zu den elastischen Ringen 73 und 74 haben. Dadurch kann der Führungskörper 41 einfach von der Achse 71 bei Wartungsarbeiten abgezogen oder bei Umstellung der Nähproduktion durch einen anderen Führungskörper ersetzt werden. Auf einer inneren Nabe 78 des Führungskörpers 41 ist ein Zahnkranz 79 aufgepreßt, der in ein Ritzel 81 greift, das auf einer Welle 82 eines Schrittmotors 83 befestigt ist, der seinerseits im Gehäuse 1 gelagert ist.

Gemäß der Fig. 5 liegt an einer Phase des zwei­ phasigen Schrittmotors SM (Schrittmotor 65) der Nähmaschine Gleichspannung V- an. Die zweite Phase ist durch zwei Treiberstufen A und B bestromt, wobei die zwei Treiberstufen A und B ihrerseits durch ein bistabiles Element E gesteuert werden. Das bistabile Element E ist seinerseits taktge­ steuert und weist einen Logigsignal-Eingang F auf. Diese Ansteuerung des Schrittmotors 65 stellt sicher, daß die mechanische Bewegung des weiteren Stoffschiebers 23 zwangsweise synchron zur elek­ tronischen Ansteuerung des Schrittmotors 65 erfolgt, wobei auch sichergestellt ist, daß der Schritt­ motor 65 nur zwischen zwei Schrittpositionen 91 und 92 wiederholbar hin- und her bewegbar ist. Bekannte Steuerungen für zweiphasige Schrittmotoren beinhalten üblicherweise vier Treiberstufen zur Bestromung der zwei Phasen des Schrittmotors 65. Durch die hierbei erforderliche vorgeschaltene Elektroniksteuerung ist nicht gewährleistet, daß der Schrittmotor 65 die nur zwei erforderlichen Schrittpositionen 91 und 92 einnimmt, da diese Steuerungen je nach Eingang der Logiksignale auch zulassen, daß der Schrittmotor elektrisch in eine unerwünschte Schrittposition weitergeschaltet wird.

Das Ausführungsbeispiel der Nähmaschine arbeitet wie nachfolgend beschrieben:

Ein bekannter Positioniermotor treibt die Nähma­ schine im Arbeitstakt an, die bekannte Einrichtungen zum Anheben des Stoffdrückers 34, zum Trennen der Nähfäden und zum Positionieren der Nadel 19 aufweist. Das zu benähende schlauchförmige Nähgut 32 wird unter den Stoffdrücker 34 und unter das Anfangsstück des Bandes 33 eingelegt, sowie an das bewegliche Hakenmesser 64 seitlich angelegt. Danach wird der Arbeitstakt gestartet, d.h. der Stoffdrücker 34 wird abgesenkt und die Stoffschie­ ber 11 und 23 transportieren das Nähgut 32 in Nähgutvorschubrichtung (Nährichtung). Gleichzeitig wird durch die gesteuert angetriebene Rolle 48 Band 33 dem Stoffdrücker 34 vom Vorrat zugeführt. Der Sensor 40 tastet den Öffnungsrand 45 des Nähgu­ tes 32 ab. Erkennt der Sensor 40 Nähgut 32, so erhält der Schrittmotor 65 den Steuerbefehl, den weiteren Stoffschieber 23 nach oberem Austritt aus den Schlitzen 61 der Stichplatte 12 mittels des Querlenkers 31 hin zum Führungskörper 41 zu ziehen; bei Nichterkennen von Nähgut 32 erhält der Schrittmotor 65 den Steuerbefehl, den weiteren Stoffschieber 23 mittels des Querlenkers 31 weg vom Führungskörpers 41 zu schieben.

Während bzw. nach dem Abtauchen des weiteren Stoffschiebers 23 unter die Oberfläche der Stich­ platte 12 erhält der Schrittmotor 65 durch die Lichtschranke 40 entweder den Steuerbefehl Schritt­ position 91 oder 92. Ist er bereits in der ent­ sprechenden Schrittposition, so führt er keine Bewegung aus, solange der weitere Stoffschieber 23 unter die Oberfläche der Stichplatte 12 abge­ taucht ist, falls er noch nicht in der ent­ sprechenden Schrittposition ist, bewegt er sich in diese. Nach Ablauf eines vorgegebenen, einstell­ baren Drehwinkels der Welle 2, z.B. 170 Grad, leitet der Schrittmotor 65 eine Schwenkbewegung in die andere Schrittposition ein, d.h. nachdem der weitere Stoffschieber 23 nach oberem Austritt aus den Schlitzen 61 der Stichplatte 12 am Nähgut 32 angreift. Dies führt zur seitlichen Ausricht­ bewegung des Nähgutes 32.

Für diese Art der Steuerung mit zwei Schritt­ positionen 91 und 92 des Schrittmotors 65 ist nur ein Sensor 40 erforderlich und dies ergibt somit eine einfache Lösung, da sowohl in Schritt­ position 91 als auch 92 bei unterdrücktem Steuer­ befehl keine Ausrichtbewegung des weiteren Stoff­ schiebers 23 erfolgt.

Es ist auch möglich, den Öffnungsrand 45 des Nähgutes 32 zwischen zwei nebeneinander angeordne­ ten Sensoren abzutasten. Dabei kann der Steuer­ befehl zur seitlichgen Bewegung des weiteren Stoffschiebers 23 unterdrückt werden, solange sich der Öffnungsrand 45 des Nähgutes 32 seitlich nur zwischen den beiden Sensoren bewegt.

Wesentlich ist also bei der Steuerung des weiteren Stoffschiebers 23, daß der Schrittmotor 65 inner­ halb einer einzigen Schrittlänge vor- oder zurück­ bewegt wird. Es wurde gefunden, daß diese einzige Schrittlänge für die funktionsgerechte Steuerung des weiteren Stoffschiebers 23 voll ausreicht. Dieser Antrieb und diese Steuerung des einen Quervorschub des Nähgutes 32 bewirken weiteren Stoffschiebers 23 mit Hilfe des durch lediglich zwei Treiber­ stufen A, B innerhalb eines einzigen Schrittes hin und her angetriebenen mehrphasigen Schrittmotors 65 eignen sich nicht nur für die hier beschriebene Nähmaschine zum Annähen eines Bandes, sondern ganz allgemein auch für hin- und hergehend ange­ triebene Vorrichtungen beliebiger Art. Hierdurch wird nämlich generell der Vorteil erreicht, durch einen rasch auf Steuerbefehle ansprechenden Schrittmotor Vorrichtungsteile innerhalb von bei­ spielsweise 1-3 Millisekunden über eine Strecke von beispielsweise 0,5-2 mm bei einem Hebel­ arm von beispielsweise 15 mm hin und her zu bewegen.

Die Schieb- oder Ziehbewegung des weiteren Stoff­ schiebers 23 oberhalb der Stichplattenoberfläche erfolgt gegen den Druck des Stoffdrückers 34. Bei unterdrücktem Steuerbefehl schiebt der weitere Stoffschieber 23 zusammen mit dem Stoffschieber 11 das Nähgut 32 nur in Nähgutvorschubrichtung.

In der in der Zeichnung dargestellten Ausführung kann der Schrittmotor 65, dessen Steuerung über einen zeichnerisch nicht dargestellten Positions­ geber getaktet ist, mittels des Querlenkers 31 dem weiteren Stoffschieber 23 während jeder einzelnen Umdrehung der Welle 2 eine seitliche Zieh- und Schiebbewegung verleihen, die der Vorschubbewegung des weiteren Stoffschiebers 23 überlagert sind. Dadurch kann das Nähgut 32 aktiv während jeder Umdrehung der Welle 2 seitlich geführt und ausgerichtet werden.

Eine zusätzliche Vorausrichtbewegung erhält das Nähgut 32 durch den Führungskörper 41. Der Sensor 46 steuert den Schrittmotor 83, der den Führungs­ körper 41 antreibt und dessen Grundschrittfrequenz über den Positionsgeber getaktet gesteuert ist, d.h. seine Grundumfangsgeschwindigkeit ist mit der Nähgeschwindigkeit synchronisiert. Die Aus­ richtbewegung auf das Nähgut 32 erfolgt durch eine höhere oder niedrigere Umfangsgeschwindigkeit des Führungskörpers 41 relativ zur Nähgeschwindig­ keit. Das Nähgut 32 vor der Stichbildestelle 59 erhält aufgrund des seitlichen Abstandes des Führungskörpers 41 zur Stichbildestelle 59 ein links- oder rechtsdrehendes Moment.

Das Ausrichten der Nähgutkante 45 durch den wei­ teren Stoffschieber 23 und den Führungskörper 41 erfolgt so lange, bis der Anfang der Naht oder des Bandes 33 sich wieder der Stichplatte 12 nähert.

Der Sensor 44 steuert das Abschneiden des Bandes 33, das Stillsetzen der Rolle 48 und das Absenken des Hakenmessers 64. Falls der Sensor 40 nun durch den Anfang des Bandes 33 abgedeckt wird, übernimmt der Sensor 47 hilfsweise die Ausrichtsteuerung des Nähgutes 32. Er überwacht dabei die Öffnungs­ kante 50 des Bandes 33. Da der weitere Stoff­ schieber 23 nur am Nähgut 32 und nicht am Band 33 angreift, übernimmt der Führungskörper 41 die seitliche Ausrichtbewegung des Nähgutes 32 mit dem bereits angenähtem Band 33 bis auch das Bandende angenäht ist. Danach schneidet die bekannte Näh­ fädentrenneinrichtung die Nähfäden ab, der Stoff­ drücker 34 und das Hakenmesser 64 werden wieder angehoben und eine vorbestimmte Menge Band 33 wird mittels der Rolle 48 unter den Stoffdrücker 34 geschoben.

Claims (10)

1. Nähmaschine zum gesteuerten Annähen eines von einem Vorrat abgezogenen Bandes an einen schlauchförmigen Öffnungsrand eines elastischen Nähgutes unter Bildung eines Bundes, mit einem Stoffdrücker, einer Stichplatte mit einer Stichbildestelle und einem Stoffschieber, der das Nähgut in einer Nähebene in Nährichtung vorschiebt, einer das Band dem Stoffdrücker zuführenden Vorschubeinrichtung sowie einer Trennvorrichtung für das Band, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor dem Stoffschieber (11) im Bereich der Stichplatte (12) ein quer zur Näh­ gutvorschubrichtung in der Nähebene gesteuert beweglicher, an einem Träger (Zwischenhalter 7) in einer Führung gelagerter, getrieblich mit einem Stellmotor (Schrittmotor 65) verbunde­ ner weiterer Stoffschieber (23) angeordnet ist, der dem Nähgut (32) eine quer zur Näh­ richtung wirkende Bewegung erteilt.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Lenker (Querlenker 31) den als Schrittmotor (65) ausgebildeten Stell­ motor getrieblich mit dem weiteren Stoff­ schieber (23) verbindet.

3. Nähmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Führung für den wei­ teren Stoffschieber (23) als Drehführung (24) mit einer zur Stichbildestelle (59) hin ab­ nehmenden Seitbewegung des weiteren Stoff­ schiebers (23) ausgebildet ist.

4. Nähmaschine nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schrittmotor (65) in höchstens zwei Schritt­ positionen (91, 92) elektrisch wiederholbar bewegbar ist.

5. Nähmaschine nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Sensor (40) in Nährichtung vor der Stich­ bildestelle (59) in einem seitlichen Abstand angeordnet ist, der der Sollage des Öffnungs­ randes (45) des Nähgutes (32) entspricht und daß die Ausrichtbewegung des Nähgutes (32) steuerbar ist.

6. Nähmaschine nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Sen­ sor (47) in Nährichtung vor der Stichbildestelle (59) in einem seitlichen Abstand angeordnet ist, der der Sollage der Öffnungskante (50) des Bandes (33) entspricht und daß die Ausricht­ bewegung des Bandes (33) am Nahtende steuerbar ist.

7. Nähmaschine nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein am Nähgut (32) wirkender, sensorgesteuert ange­ triebener Führungskörper (41) der Nähmaschine zugeordnet ist, wobei das Nähgut (32) den Führungskörper (41) wenigstens teilweise um­ schließt.

8. Nähmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Führungskörper (41) mittels eines Schrittmotors (83) antreibbar ist.

9. Nähmaschine nach einem der vorstehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine Be­ schneideinrichtung (62) für den Öffnungsrand (45) des Nähgutes (32) in Nährichtung vor der Stichbildestelle (59) in einem seitlichen Abstand angeordnet ist, der im wesentlichen der Sollage des Öffnungsrandes (45) des Näh­ gutes (32) entspricht.

10. Nähmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß an der ersten Phase des zwei­ phasigen Schrittmotors (65) eine Gleichspannung (V-) anliegt, daß die andere Phase des Schritt­ motors (65) durch zwei Treiberstufen (A, B) bestromt ist und daß diese Treiberstufen ihrer­ seits durch ein bistabiles Element (E) ge­ steuert sind.