DE3819389A1 - Arbeitsverfahren fuer stick- und naehmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Arbeitsverfahren für Stick- und Nähmaschinen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Bei Stickmaschinen ist in der Regel mindestens eine, vor­ zugsweise eine Mehrzahl von in einer Reihe auf einem ge­ meinsamen Nadellineal angeordneten Nadeln vorhanden, deren Nadelstangen verschiebbar sind und das Stickgut bzw. eine Stoffbahn in einem Stickrahmen eingespannt ist. In Ab­ hängigkeit von der Nadelbewegung ist ein angetriebener Fadengeber vorhanden, wobei der Bewegungsablauf der Nadel des Fadengebers und eines auf der Rückseite der Stoffbahn vorhandenen Hakens (oder Schiffchens) aufeinander abge­ stimmt ist, z.B. mit Hilfe von Treiberbalken und Treiber­ stiften. Die unterschiedlichen Bewegungsabläufe für diese Bauteile können durch einen gemeinsamen Antriebsmotor und zugehörige Getriebe oder durch einzelne Antriebsmotoren gesteuert werden. Man ist bestrebt, die Massen bei dem Kurvenscheibengetriebe auch zur Verringerung des Schall­ pegels der Stickmaschine, niedrig zu halten. Der Aufwand an Getriebeteilen und eine gewisse Schallreduzierung kann durch Zuordnung einer vorbestimmten Anzahl von Einzelmo­ toren an je ein Antriebsteil nämlich Nadeln, Fadengeber und Schiffchen erreicht werden (Euro-Patentanmeldung Nr. 01 93 625).

Gemäß dieser Vorrichtung ist es auch bekannt, die Bewe­ gungsabläufe bzw. den Hub der Nadel und des Schiffchens so aufeinander abzustimmen, daß ein Verknüpfung zwischen dem jeweiligen Vorderfaden und dem im Schiffchen ange­ ordneten Hinterfaden erfolgt. Die Arbeitshubhöhe zwischen oT und uT in dem eigentlichen Arbeitsintervall unter­ scheidet hier sich praktisch nicht von der Stellung der Nadel im oT nach Beendigung des Stickmusters, d.h. die bekannte Nadelspitze befindet sich in einer gewissen Hubhöhe oberhalb der Stoffbahn. Der Nadelhub ist hier bewußt so groß gewählt, daß der zu bestickende Stoff mit dem Aufspannrahmen leicht zwischen Stichplatte und die Nadelspitze durchgeschoben werden kann. Allerdings erfordert der große Nadelhub sehr hohe Beschleunigungs­ werte, was hohe träge Kräfte an dem Getriebe und Über­ tragungselementen mit sich bringt. Die hohen Massen­ kräfte sind nachteilig, indem sie die Lager übermäßig beanspruchen und eine starke Geräuschentwicklung ver­ ursachen. Dies gilt auch, wenn für die Nadel nur ein sepa­ rater Motorantrieb vorgesehen ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei Stick- und Nähmaschinen die Beschleunigungswerte an den Übertragungs­ elementen zu verringern und den Geräuschpegel herabzuset­ zen unter Einhaltung einer hohen oder sogar vergrößerten Arbeitsgeschwindigkeit der Nadel.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen des Verfahrens und einer zu seiner Ausführung benötigten Vorrichtung sind in den Unteransprüchen dargestellt.

Man kann jetzt mit kleinerem Arbeitsnadelhub arbeiten, was den Geräuschpegel herabsetzt. Insbesondere sind aber die Massenkräfte an den Übertragungselementen, wie an den Hebeln und Kurbelscheiben herabgesetzt, denn diese be­ schreiben einen kürzeren Weg. Man kann aber das Stick­ muster bzw. die Stoffbahn nunmehr gut zugänglich gestal­ ten, z.B. die Hand zwischen die Stoffbahn und die Nadel nach Ende der Arbeit einführen; es steht also genügend Arbeitsraum für die Entfernung und Neueinführung der Stoffbahn zur Verfügung. Dies ist besonders vorteilhaft bei kleinen Stickmaschinen, die von Einzelpersonen bedient werden und für die gerade die Schaffung einer hohen Position bzw. Freiheit zwischen Nadel und Stoff für die Arbeit beim Auswechseln des Stoffes erforderlich ist.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung Fig. 2-12 dargestellt und wird im folgenden näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 ein Diagramm zwischen dem Nadelhub und der zu­ gehörigen Zeit bzw. dem Winkel auf der Ordinate, wobei der Stillstand des Pantografen veranschaulicht ist

Fig. 2 ein Fig. 1 entsprechendes Diagramm, wobei der Nadelhub in Abhängigkeit von der Zeit bzw. dem Umlauf­ winkel dargestellt ist mit oberem bzw. unterem Tot­ punkt des Nadelhubes und dem zugehörigen Arbeitsinter­ vall tA

Fig. 3 und Fig. 4 zwei schematische Arbeitsstellungen der Sticknadel

Fig. 5, 6 bzw. 7 drei Arbeitsstellungen der erfindungs­ gemäßen Nadel in jeweils im hohen oberen Totpunkt, dem oberen Totpunkt im Arbeitsintervall bzw. dem unteren Totpunkt ebenfalls im Arbeitsintervall

Fig. 8 eine Variante mit der Stellung der Nadel in oTA bei Einsatz von zwei separaten Exzentern oder Kurvenscheiben

Fig. 9 eine der Fig. 8 entsprechende Stellung, aber mit der Nadel in der hohen Ruheposition oTE Fig. 10, 11 bzw. 12 die Nadel in den Stellungen oTA, uTA bzw. oTE, wenn die Antriebseinheit ein Motor insbesondere ein Schrittschaltmotor ist und auf be­ besonderes Untersetzungsgetriebe verzichtet ist.

Gemäß Fig. 1 ist auf der Ordinate der Nadelhub h, auf der Abszisse die Zeit t aufgetragen, wobei letztere für eine voll ausgeführte Hubbewegung von 360° den Wert 1 T hat. Der eigentliche Arbeitshub hA der Nadel 16 bzw. der Nadel­ spitze 17 erfolgt zwischen dem oberen Totpunkt oT und dem unteren Totpunkt uT, wobei der Nadelarm 16 in der Stoff­ bahn 18 hin und her geht und im einzelnen nicht genauer dargestellt, durch die Stichplatte 19 unter der Stoffbahn 18 mustermäßig gesteuert wird. Mit h bzw. hA ist der Nadel­ hub angegeben, mit der die Nadel 16 üblicherweise oberhalb der Stoffbahn 18 arbeitet. Nachteiligerweise ist der bekannte Wert h relativ groß, der Hubweg lang und somit die Arbeitsgeschwindigkeit klein. Nur so kann für die notwendige Stillstandszeit tA des Pantografen, wenn die Nadel ebenfalls stillsteht, ihr hinreichender Abstand h max zur Stoffbahn 18 gewährleistet sein.

In Fig. 2 bezeichnen die Bezugsziffern h, oT, uT wiederum entsprechende Werte, wie in Fig. 1, jedoch ist mit oTE bzw. hE der erfindungsgemäße obere Totpunkt bzw. die Höhe h des Nadelhubes, gemäß Erfindung, für den Fall dargestellt, daß nach dem Ende der Ausführung des Stick- oder Nähmusters der Nadelsteuerung ein Steuersignal zugeführt war und die Nadel nebst Nadelarm 16 auf diese vorbestimmte Hubhöhe eine vorbestimmte Zeit tE angehoben wird: Es ist Fig. 2 zu entnehmen, daß im Vergleich zum Wert h in Fig. 1 (bekannte Endlage der Nadel) der zugehörige Wert in Fig. 2, nämlich hE (bzw. oTE), eine wesentlich größere Hubhöhe h am Ende der Arbeitszeit darstellt. Der Wert ist vorzugs­ weise mindestens 50% größer als der Wert hA max gemäß Fig. 1.

Beträgt der bekannte Nadelhub h im Sinne Sigur 1 etwa 20 mm, kann der Wert hE im Sinne der Fig. 2 und der Er­ findung 35 bis 40 mm betragen, d.h. einen doppelten Wert erreichen. Je nach Auslegung der Maschine kann erfindungs­ gemäß der Wert hE einen Wert von bis etwa 100 mm erreichen. In der zugehörigen Zeit tE bewegt sich der Pantograf bzw. die Stichplatte nicht und es erfolgt der übliche Austausch der Stoffbahn udgl. Wesentlich ist aber dabei, daß der Arbeitshub h, vgl. Fig. 2, verringert, also die Arbeits­ geschwindigkeit = v _E vergrößert werden kann.

Eine konkrete Ausführungsform der Erfindung, aber in ver­ schiedenen Varianten, ist den weiteren Figuren zu entnehmen, wobei Fig. 3, 4 das Prinzip der machenischen Steuerung an Hand von Gelenken (Armen, Hebeln) und Kurvenscheiben auf­ zeigt. Eine Kurvenscheibe 10 ist um seine Drehachse 11 rotierbar, wobei an der Achse ein Arm 12 mit einem seiner Enden schwenkbar angelenkt ist und mit seinem anderen Ende in einem Drehlager 13 eines Basisarmes 14 angelenkt wird. Der Basisarm ist mit einem Ende 14′ verschwenkbar gelagert, wobei ein Drehpunkt starr oder in einem Ausführungsbeispiel auch beweglich angeordnet sein kann. Ein Ende des Basisarmes 14 ist an einem Ende eines Zwischenarmes 15, vorzugsweise gelenkig, gelagert, wobei der Zwischenarm mit seinem anderen Ende mit dem Nadelarm 16 verbunden ist und diesen sowie die zugehörige Spitze bzw. die eigentliche Nadel 17 führt, die, vgl. Fig. 4, durch entsprechende Drehung der Kurvenscheibe in die Stoffbahn 18 einfährt, durch die Stichplatte 19 im Sinne des Musters geführt und bei weiterer Drehung der Kurven­ scheibe 10 wiederum nach oben gefahren wird; jetzt wieder­ holt sich der zweite Stickvorgang, das Stickmuster wird weiter ausgeführt und sofort, bis zur Beendigung der vorbestimmten Arbeit, wonach im Sinne Fig. 1 die Nadel 17 die Lage otE annimmt.

Die konkrete Ausführungsform kann durch Einsatz eines Exzentertriebes abgewandelt werden. Es können ein oder mehrere Exzenter in Verbindung mit einem oder mehreren Pleueln, Kurvenscheiben und Armen eingesetzt werden, derart, daß einmal im Sinne der Fig. 2 während der Stickarbeit die übliche niedrige Hubhöhe hA zwischen ut und utA einge­ halten wird, wie anhand der Fig. 6, 7 veranschaulicht. Am Ende des gesamten Arbeitsvorganges wird aber die Nadel 17 im Sinne Fig. 1 in die hohe Arbeitsendposition otE mit der entsprechend großen Hubhöhe hE gefahren, vgl. Fig. 5. Hier ist eine Scheibe oder Exzenterscheibe 10 a relativ zum Hauptantrieb 10 b exzentrisch gelagert und arbeitet über sein Pleuel 12 a auf einen Basisarm 14 a, der fest oder nachgiebig am Punkt 14 a angelegt ist, jedoch am anderen Ende wiederum über einen Zwischenarm 15 mit dem Nadelarm 16 und der Nadel 17 in Verbindung steht und gemäß Fig. 5, mit relativ großer Hubhöhe hE den er­ findungsgemäßen hohen oberen Totpunkt otE erreicht, Fig. 5.

Dies sind nichteinschränkende Ausführungsbeispiele für die konkrete Ausführung der Erfindung mit mechanischen Bauteilen, bei der die hohe geometrische Position otE im Zeitpunkt tE durch eine Verbindung von drehenden und schwenkenden Bauteilen einerseits und schwenkbaren Armen und Hebeln vorbestimmter Länge oder auch längenveränder­ lich andererseits verwendet werden. Man kann die Position otE aber auch durch Elektromagnete oder permanente Magnete in Verbindung mit Kurvenscheiben und Hebeln udgl. und mit Endschaltern erreichen. Bei kleinen Wegen kann man vor­ teilhaft Reedschaltern einsetzen.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 8, 9 verwendet man ein Paar von Kurvenscheiben 20, 21, vorzugsweise unter­ schiedlicher Größe und mit unterschiedlichen Stellhebeln 22, 23, die drehbeweglich bzw. schwenkbar angeordnet sind und auf den Basisarm 14 und den Zwischen-hebel 15 derart einwirken, daß man einen passenden kleinen Nadelarbeitshub hA, aber andererseits am Ende der Arbeit, vgl. Fig. 9, die stark vergrößerte Hubhöhe hE am Ende der Arbeit bzw. otE sicher und mit einfachen Mitteln erreicht.

Eine Abwandlung, die nur teilmechanisch arbeitet, ist den Fig. 10, 11, 12 zu entnehmen: Es wird ein Antriebsmotor, vorzugsweise Elektromotor 30 möglichst kontanter Drehzahl, verwendet, der auch umsteuerbar ist. Er ist mit einer Hebelscheibe 31 verbunden, deren Ende drehbeweglich mit einem Zwischenarm 32 und der letztere mit dem Nadelarm 16 und somit mit der Nadel 17 in Verbindung steht. Die zu­ gehörige Arbeitsposition ist in Fig. 11 dargestellt, wobei die Nadel 17 durch die Stoffbahn 18 und die Stichplatte 19 hindurchgeführt ist. Fig. 10 entspricht in etwa dem Nadelhub Δ h gemäß bekannter Fig. 2, während Fig. 12 die Nadel 17 mit ihrem Nadelarm 16 in der Ruheposition hE bzw. otE gemäß dem Diagramm der Fig. 1 zeigt, also um 50% oder um das doppelte, ggfs. noch mehr, verglichen mit der sonst bekannten Endposition hA nach der bekannten Arbeitsweise.

Claims (4)

1. Arbeitsverfahren für Stick- und Nähmaschinen, bei welchem eine Stick- oder Nähnadel direkt oder über ein Getriebe motorisch angetrieben ist und relativ zur Stoff­ bahn bzw. zur Stickplatte sowie mit hoher Hubgeschwindig­ keit linear zwangsgeführt hin und her bewegt wird, dadurch gkennzeichnet, daß der Antriebs- oder Steuereinheit für den während des Arbeitsintervalls (t ₂-t ₁) des eigentlichen Stick- oder Nähvorgangs zwischen oberem Totpunkt (oT) der Nadelspitze und der Stoffbahn gebildeten bzw. eingestelltem Nadelhub (Δ h) nach dem Ende der Ausführung des Stick- odgl. Musters ein Steuersignal zugeführt wird derart, daß durch diese Einheit die Nadelspitze auf eine vorbestimmte Hubhöhe (oTE) angehoben wird, die um mindestens 50% größer als die oT-Hubhöhe des Arbeitsintervalls (t ₂-t ₁) ist, und erst danach durch ein weiteres Signal die Nadel still gesetzt wird.

2. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie mit mindes­ tens einer Kurvenscheibe (10) oder einem Exzenter (10 a) versehen ist, die bzw. der über einen Arm (12) bzw. ein Pleuel (12 a) gelenkig mit mindestens einem beweglichen vorzugsweise verschwenkbaren,Basisarm (14, 14 a) in Ver­ bindung steht derart, daß der Basisarm mit einem anderen Armbereich, vorzugsweise seinem Ende, gelenkig mit einem Zwischenarm (15, 32) einem die Nadel (17) tragenden Nadel­ armes (16) verbunden ist und der Basisarm (14, 14 a, 14 a′) in der Ruheendposition (hE, otE) zu der Kurvenscheibe (10, 20, 21) bzw. zum Exzenter (10 a), in der normalen Arbeitsposition (bei ut, ot, hA) jedoch in Richtung zur Stoffbahn (18) geneigt ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Antriebsmotor, insbesondere elektrischer Schritt­ schaltmotor (30) unmittelbar über einen Scheibenarm (31), vorzugsweise über einen Zwischenarm (32),mit dem Nadel­ arm (16) gelenkig in Verbindung steht.

4. Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens nach Anspruch 1, ggfs. in Verbindung mit einem der Ansprüche 2, 3, da­ durch gekennzeichnet, daß magnetische bzw. permanentmagne­ tische Bauteile und/oder Endschalter bzw. Stromkreise vorhanden sind, durch die die geometrische Position des Nadelarmes (16) als Nadelhubhöhe (hA) bzw. (hE) festge­ legt ist.