DE3921519A1 - Vorschubeinrichtung fuer naehmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorschubeinrichtung für Nähmaschinen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 für eine schnelle und steuerbare Verschiebung eines Werkstückträgers.

Durch die JP-AS 63-9 477 ist eine Lösung bekannt, bei der ein Schlitten im Kreuzungsbereich zweier in parallel übereinanderliegenden Ebenen befindlicher Führungsstäbe angeordnet ist, wobei einer der Führungsstäbe in X-Richtung und der andere in Y-Richtung verläuft, und die Stäbe jeweils an ihren Enden geführt und von Schrittmotoren über Zahnriemen senkrecht zu ihrer Längsausdehnung angetrieben werden.

Der Schlitten wird von den Führungsstäben durchdrungen und getragen und durch eine Führungsstabbewegung in X- und/oder Y-Richtung in eine gewünschte X-Y-Position gebracht. Dabei besteht jedoch infolge der schwebenden Anordnung des Schlittens die Gefahr einer Vibration, was letztlich die Genauigkeit der Positionierung eines mit dem Schlitten verbundenen Werkstückträgers während eines Nähvorganges beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine trägheitsarme und weitgehend vibrationsfreie Vorschubeinrichtung für eine schnelle und steuerbare Bewegung eines Werkstückträgers für Nähmaschinen zu schaffen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Schlittenanordnung nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst, der durch die nachfolgenden Unteransprüche in vorteilhafter Weise ausgestaltet wird.

Die beiden senkrecht zueinander angeordneten Führungselemente besitzen an ihren Enden Gleitelemente für die Führungen und sind vorzugsweise aus zwei direkt oder im Abstand parallel übereinander angeordneten Kohlefaserbändern gebildet, die mit an ihren seitlichen Randbereichen angeordneten Stahlleisten verbunden sind. Vorteilhaft im Hinblick auf die unterschiedlichen Biegefestigkeiten ist es, den durch im Abstand angeordnete Kohlefaserbänder und die Stahlleisten umschlossenen Hohlraum mit einer Füllmasse zu füllen.

Dadurch, daß der Schlitten auf einer zur Ebene der Führungen parallelen Fläche aufliegt und auf dieser gleitend angeordnet ist, wird eine Vibration bei einer Verschiebung nahezu ausgeschlossen. Wesentlicher Bestandteil der Vorschubeinrichtung sind die Führungselemente, die es infolge ihrer geringen Biegefestigkeit in einer senkrecht zu ihrer Bewegungsebene verlaufenden Ebene, insbesondere senkrecht zur Bewegungsebene, gestatten, daß der Schlitten auf der Unterlage aufliegen kann.

Optimal sind die Gleitbedingungen für den Schlitten dann, wenn er mit seinem gleichmäßig über seine gesamte Grundfläche verteiltem Gewicht auf der zur Ebene der Führungen parallelen Fläche aufliegt.

Die höhere Biegefestigkeit der Führungselemente in ihrer Bewegungsebene verhindert durch die Nähgutbearbeitung auftretende Verkantungen am Schlitten und erlaubt somit auch ein verkantungsfreies Gleiten des Schlittens und definierte Positionsänderungen. Die besten Voraussetzungen für eine vibrationsfreie Verschiebung des Schlittens sind bei horizontaler Bewegungsebene und einer hohen Biegefestigkeit der Führungselemente in horizontaler Richtung und einer geringen Biegefestigkeit der Führungselemente in vertikaler Richtung gegeben.

Vorteilhaft ist es auch, den Schlitten an seiner Oberseite federnd abzustützen, um die vibrationsfreie Reibgleitung zu verbessern.

Unterstützend in diesem Sinne ist die Maßnahme, die Gleitflächen des Schlittens und der Gleitelemente mit einem Teflonbelag zu versehen.

Um die Reibung des Schlittens an den Führungselementen gering zu halten und seine Beweglichkeit zu verbessern, sind Rollen am Schlitten vorgesehen, die der Abstützung und Führung der Führungselemente parallel zur Bewegungsebene und senkrecht zu dieser dienen.

Die Anordnung hat den besonderen Vorteil einer geringen Bauhöhe und einer geringen Masse.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorschubeinrichtung;

Fig. 2 eine schematische Darstellung des Schlittens;

Fig. 3 einen Schlitten, aufgebrochen;

Fig. 4 ein Gleitelement;

Fig. 5 ein Führungsband im Schnitt

Die Vorschubeinrichtung nach Fig. 1 besteht aus einem Tisch mit einer ebenen Tischfläche 1, einem an diesem angeordneten Rahmen 2, einem auf der ebenen Tischfläche 1 aufliegenden und gleitbar angeordneten Schlitten 3, senkrecht in X- und Y-Richtung zueinander verlaufenden Führungsbändern 4 und 5, die in übereinanderliegenden Ebenen den Schlitten 3 durchdringen, jeweils an den Enden der Führungsbänder 4, 5 befindlichen und auf als Führungen dienenden Schienen 6 gleitbar angeordneten Gleitelementen 7 sowie einem aus zwei Zahnriemenpaaren 8, 8′; 9, 9′ und zwei Schrittmotoren 10, 11 bestehenden Antriebsmechanismus. Ein Gleitelement 7 ist jeweils am Untertrum eines Zahnriemens und mit einem Ende eines Führungsbandes fest verbunden. Der Antrieb der Zahnriemenpaare 8, 8′ und 9, 9′ erfolgt getrennt voneinander durch die stationären Schrittmotoren 10, 11. Der Schrittmotor 10 treibt die Zahnriemen 8 und 8′ synchron über die Antriebswelle 12 und der Schrittmotor 11 die Zahnriemen 9 und 9′ synchron über die Antriebswelle 13 an, wodurch die Führungsbänder 4 und 5 jeweils senkrecht zu ihrer Längsausdehnung bewegt werden und der Schlitten 3 eine entsprechende Positionsveränderung in X- und/oder Y- Richtung erfährt.

Die Schienen 6, die Schrittmotoren 10, 11 sowie die Umlenkrollen 14 sind am Rahmen 2 angebracht, der arbeitsseitig freischwebend über der ebenen Tischfläche angeordnet ist, damit ein mit dem Schlitten verbundener Werkstückträger 33 mit dem Werkstück ausreichende Bewegungsfreiheit hat.

Fig. 4 zeigt ein auf einer Schiebe 6 befindliches Gleitelement 7, an dem ein Ende des Führungsbandes 5 mit den Schrauben 15 sowie der Zahnriemen 8′ vermittels der Deckplatte 16 mit den Schrauben 17 befestigt sind. Zur Verbesserung des Gleitens auf der Schiene 6 ist das Gleitelement 7 auf seiner Unterseite mit einem Teflonbelag 18 versehen. Die seitliche Führung des Gleitelementes 7 erfolgt durch die Rollen 19.

Zur horizontalen und vertikalen Abstützung des Schlittens 3 an den Führungsbändern 5 und 6 und zur Gewährleistung einer hohen Beweglichkeit an diesen Bändern sind am und im Schlitten 3 Rollen 20, 22, 23 und 23′ angeordnet. Aus den Fig. 2 und 3 ist die Anordnung der Rollen ersichtlich. Die horizontale Abstützung des Führungsbandes 4 erfolgt gemäß Fig. 3 durch die Rollen 20, die vertikal in der Zwischendecke 21 des Schlittens 3 gelagert sind. Auf jeder Führungsbandseite befinden sich vier Rollen.

Das über dem Führungsband 4 senkrecht zu diesem verlaufende Führungsband 5 und seitlich durch jeweils vier Rollen 22 gestützt, die vertikal in der Deckplatte des Schlittens gelagert sind.

Zur vertikalen Abstützung der beiden Führungsbänder sind gemäß Fig. 2 an Abwinkelungen 24 bzw. angesetzten Winkelstücken 25 an der Ein- und Austrittsseite der Bänder am Schlitten 3 Paare von horizontal gelagerten Rollen 23 und 23′ angeordnet, zwischen denen die Führungsbänder horizontal hindurchgeführt sind. Die Grundfläche des Schlittens 3 ist mit einer Teflonschicht 26 versehen, um dessen Gleitfähigkeit auf der ebenen Tischfläche 1 zu verbessern.

Zur Vermeidung von Vibrationen ist der Schlitten an seiner Oberseite gegenüber einem nicht dargestellten, die Vorschubeinrichtung nach oben verschließenden Deckel federnd abgestützt. Zu diesem Zwecke befindet sich auf der Oberseite der Deckplatte des Schlittens in deren Zentrum eine Buchse 27 mit einer innenbefindlichen Druckfeder 28 und einer auf dieser angeordneten Kappe 29, die durch den nicht dargestellten Deckel druckbelastet wird und diese Druckbelastung über die Feder auf den Schlitten überträgt.

In Fig. 5 ist der Schnitt durch ein Führungsband 4 bzw. 5 gezeigt, das durch seinen Aufbau eine hohe Biegefestigkeit in horizontaler Richtung und eine geringe Biegefestigkeit in vertikaler Richtung besitzt. Zwischen zwei Kohlefaserbändern 30 befindet sich eine PU-Schaum- Schicht 31 sowie längsseitig angeordnete Stahlleisten 32.

Der Schlitten und damit ein mit diesem gekoppelter Werkstückträger 33 wird in eine gewünschte Position gebracht, indem die Schrittmotoren über eine Steuerschaltung nacheinander oder gleichzeitig eingeschaltet werden. Ein Einschalten des Schrittmotors 10 beispielsweise führt über die Zahnriemen 8 und 8′ zu einer Bewegung der Führungsbänder 5 entlang der X-Richtung, wodurch der auf der ebenen Tischfläche 1 mit seiner teflonbeschichteten Grundfläche 26 aufliegende Schlitten 3 und der Werkstückträger 33 ebenfalls entlang der X-Richtung bewegt werden. Der Schlitten rollt dabei mit seinen Rollen 20 und 23 am Führungsband 4 entlang.

Ein Einschalten des Schrittmotors 11 führt zu einer Bewegung des Führungsbandes 4 und damit des Schlittens 3 und des Werkstückträgers 33 entlang der Y-Richtung, wobei der Schlitten mit den Rollen 23′ und 22 am Führungsband 5 entlangrollt. Eine Überlagerung beider Bewegungen führt infolge der relativ geringen Masse des Schlittens 3 zu einer raschen Positionsänderung des Werkstückträgers 33.

Claims (7)

1. Vorschubeinrichtung für Nähmaschinen die einen mit dem Werkstückhalter verbundenen Schlitten sowie zwei senkrecht zueinander angeordnete Führungselemente für den Schlitten aufweist, die von jeweils einem Paar senkrecht zueinander angeordneten ortsfesten Führungen geführt werden und in ihrem Kreuzungsbereich am Schlitten angreifen, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten (3) auf einer zur Ebene der Führungen parallelen Fläche (1) gleitbar angeordnet ist und die Führungselemente (4; 5) in einer senkrecht zu ihrer Bewegungsebene verlaufenden Ebene eine geringere Biegesteifigkeit als in ihrer Bewegungsebene aufweisen.

2. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungselemente (4; 5) jeweils aus zwei direkt oder im Abstand parallel übereinander angeordneten Kohlefaserbändern (30) bestehen, die mit an ihren seitlichen Randbereichen angeordneten Stahlleisten (32) verbunden sind, und an ihren Enden Gleitelemente (7) für die Führungen (6) besitzen.

3. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der durch die im Abstand angeordneten Kohlefaserbänder (30) und die Stahlleisten (32) umschlossene Hohlraum mit einer Füllmasse (31) gefüllt ist.

4. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitflächen der Gleitelemente (7) mit einem Teflonbelag (18) versehen sind.

5. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Abstützung der Führungselemente (4; 5) am Schlitten Rollen (20; 22; 23; 23′) angeordnet sind.

6. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schlitten an seiner Oberseite federnd gegen ein Widerlager abgestützt ist.

7. Vorschubeinrichtung nach Anspruch 1, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterseite des Schlittens (3) mit einem Teflonbelag (26) versehen ist.