-
Die Erfindung bezieht sich auf eine
Nähmaschine.
-
Üblicherweise
besteht der Rahmen einer Nähmaschine
aus einem sich horizontal erstreckenden Bett, einem auf einem Endabschnitt
des Bettes stehenden Ständer
und einem Ausleger, dessen eines Ende durch den Ständer gehalten
wird und dessen anderes Ende sich parallel zum Bett erstreckt. Als
Motor zum Antrieb der Nähmaschine
wird ein Wechselstrom-Servomotor oder ähnliches verwendet, und dieser
ist üblicherweise
unter dem Tisch montiert, auf dem die Nähmaschine befestigt ist.
-
Die Antriebskraft des Motors wird
durch einen Riemen und eine Riemenscheibe, die außerhalb des
Arms angebracht sind, auf eine im Arm angebrachte Hauptwelle übertragen.
Eine Nadelstange und ein Fadenaufnehmerhebel bzw. Oberfadenspanner
werden durch die Drehbewegung der Hauptwelle angetrieben. Weiterhin
wird die Antriebskraft des Motors über einen Exzenter, eine vertikale
Welle etc. auf eine untere Welle übertragen, die im Bett angeordnet ist.
Ein Stoffschieber und ein Schlingenfänger werden durch die Drehbewegung
der unteren Welle betrieben.
-
In der
US
4 807 548 wird eine Nähmaschine beschrieben,
die einen in einem Mittelteil des Armes angeordneten Motor aufweist.
Diese Nähmaschine ist
sehr kompakt, da der Motor im Arm angeordnet ist.
-
Da jedoch das Mittelteil des Armes
ins Freie ragt und nicht in einem unteren Teil abgestützt wird, verursacht
die Anordnung des relativ schweren Motors im Mittelteil des Armes
ein gewichtsmäßiges Ungleichgewicht
der Nähmaschine.
Dementsprechend verstärken
sich beim Betrieb der Nähmaschine
die Schwingungen. Weiterhin müssen
der Arm und der Ständer
zum Halten des Motors relativ stark ausgeführt werden, was zu einer Zunahme
des Gewichts der Nähmaschine
führt.
Weiterhin wird der Arm aus einem zylindrischen Gußteil gebildet.
Damit ist es beim Montieren des Motors im Mittelteil des Armes erforderlich,
den Motor tief in den Arm einzusetzen und den Motor im Arm mit einer
langen Schraube zu fixieren. Dementsprechend wird der Einbau und
der Ausbau des Motors in den bzw. aus dem Arm, wenn eine Wartung
oder ähnliches
erforderlich ist, problematisch.
-
Auch aus der
DE 1 009 003 B (ist eine
Nähmaschine
bekannt. Die Nähmaschine
weist ein Bett und einen darauf getragenen Ständer auf. Von dem Ständer erstreckt
sich horizontal ein Arm mit einem ersten und einem zweiten Ende.
Das zweite Ende trägt
einen Nähkopf.
Ein Antriebsmotor ist zum Antrieb der Nähmaschine vorgesehen. Bei der
Nähmaschine
ist der Antriebsmotor nicht in dem Arm vorgesehen, sondern in einem
sich von dem Arm in der Nähe
des Nähkopfes
erstreckenden Ansatz angeordnet. Damit ergeben sich, wie bei dem
oben geschilderten Stand der Technik, gewichtsmäßige Ungleichgewichte der Nähmaschine.
Die Schwingungen werden stark.
-
Aus der
US 4 777 393 ist eine modulare Werkzeuganordnung
mit einem einzelnen Motor und einer Mehrzahl von Werkzeugköpfen bekannt.
Es ist ein Direkt-Motoransatz für
die Werkzeugköpfe
vorgesehen.
-
Aus der
US 3 597 672 ist eine Nähmaschine zu
entnehmen mit einem Bett, einem auf dem Bett getragenen Ständer und
einem sich über
beide Seiten des Ständers
hinaus erstreckenden Arm. Ein Antriebsmotor zum Antrieb der Nähmaschine
ist an einem Ende des Armes vorgesehen.
-
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine- Nähmaschine
mit einem eingebauten Antriebsmotor bereitzustellen, deren Gewichtsverhältnisse
ausbalanciert sind und bei der im Betrieb die Schwingungen der Nähmaschine
verringert sind und die infolge des Wegfalls der Notwendigkeit,
den Arm und den Ständer
verstärkt
auszuführen,
ein reduziertes Gewicht aufweist.
-
Diese Aufgabe wird gelöst durch
eine Nähmaschine
mit den Merkma1en des Anspruches 1.
-
Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben
sich aus den Unteransprüchen.
-
Die Nähmaschine enthält ein Bett,
einen durch das Bett gehaltenen Ständer, einen Arm, dessen eines
Ende durch den Ständer
gehalten wird und dessen entgegengesetztes Ende sich in horizontaler Richtung
erstreckt, und einen Motor zum Antrieb der Nähmaschine, wobei der Motor
in einem Endteil des Armes eingebaut ist.
-
Wie oben erwähnt, wird das Endteil des Armes,
in dem Motor angeordnet ist, durch den Ständer gehalten. Damit verursacht
die Anordung des relativ schweren Motors im Arm keine Ungleichmäßigkeit
in der Gewichtsverteilung der Nähmaschine.
Damit werden die beim Betrieb der Nähmaschine auftretenden Schwingungen
verringert. Weiterhin wird, da die Stärke des Armes und des Ständers nicht
vergrößert werden
muß, das
Gewicht der Nähmaschine
verringert. Schließlich
wird es unnötig,
den Motor tief in den Arm einzusetzen, womit der Einbau des Motors
in den Arm und der Ausbau aus diesem sehr leicht ausgeführt werden
können.
-
Es folgt die Beschreibung eines Auführungsbeispiels
anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
-
1 eine
perspektivische Explosivdarstellung der Nähmaschine in einer Ausführungsform;
-
2A eine
schematische Aufrißdarstellung,
die den inneren Aufbau der Nähmaschine
zeigt;
-
2B eine
schematische Seitenansicht, die den inneren Aufbau der Nähmaschine
zeigt; und
-
3 eine
vertikale Querschnittsdarstellung des Endteiles des Armes auf der
Seite des Trägers der
Nähmaschine.
-
Es wird ein Ausführungsbeispiel beschrieben,
bei dem es sich um eine Industrienähmaschine handelt.
-
Wie in den 1, 2A und 2B gezeigt, besteht ein Rahmen 2 aus
Spritzguß-Aluminium
der Nähmaschine 3 entsprechend
dem Ausführungsbeispiel
aus einem Bett 70, einem Träger 7, der in einem
Endteil desselben auf dem Bett 70 steht, und einem Arm 4, der
sich vom Träger 7 parallel
zum Bett 70 erstreckt. Eine Abdeckung 5 ist entfernbar
auf dem oberen offenen Abschnitt des Armes 4 befestigt.
Ein zylindrisches Teil 10 ist an einem Endteil des Armes 4,
der durch den Träger 7 gehalten
wird, gebildet. Im zylindrischen Teil 10 ist ein Wechselstrom-Servomotor 1 angeordnet.
Auf der äußeren Mantelfläche des
zylindrischen Teils 10 ist eine Mehrzahl von sich in dessen Längsrichtung
erstreckenden Rillen ausgebildet. Eine Abdeckung 6 ist
entfernbar an der Außenseite des
zylindrischen Teils 10 befestigt. Eine Mehrzahl von Rillen 14 ist
auf der äußeren Oberfläche der
Abdeckung 6 gebildet.
-
Ein rückseitiges Wandteil 15 des
Armes 5, das dem zylindrischen Teil 10 gegenüberliegt,
ist leicht nach rückwärts ausgeformt,
um einen kleinen Zwischenraum 16 zwischen dem rückseitigen
Wandteil 15 und dem zylindrischen Teil 10 zu bilden.
Ein vorderseitiges Wandteil 17 des Armes 4 ist
mit zwei Stützwänden 20 und 21 gebildet,
die sich zum anderen Wandteil 18 des Armes 4 hin
erstrecken. Zwischen dem hinteren Ende der Stützwand 20 und dem rückseitigen
Wandteil 18 und zwischen dem hinteren Ende der Stützwand 21 und
dem rückseitigen
Wandteil 18 sind zwei Zwischenräume 22 und 23 gebildet. Eine
Nadelstange 30 mit einer Nadel 71 wird vertikal beweglich
in einem Kopf 8, der anderen Ende des Armes 4 ausgebildet
ist', gehalten.
Auf der Außenseite des
Kopfes 8 ist eine Fadenumlenkspule 9 angebracht.
-
Eine durch die Stützwand 21 gehaltene Hauptwelle 12 ist
zwischen dem Wechselstrom-Servomotor 1 und der Nadelstange 30 angeordnet.
Die Hauptwelle 12 und die Ausgangswelle 25 des Wechselstrom-Servomotors 1 sind
koaxial durch eine Kupplung 29, die drehbar von der Stützwand 20 gehalten
wird, miteinander verbunden. Auf der äußeren Mantelfläche der
Kupplung 29 ist ein Zahnrad 26 befestigt. Ein
Lüfter 27 zur
Zufuhr von Kühlluft
in den Wechselstrom-Servomotor 1 ist auf dem Zahnrad 26 befestigt.
Die Antriebskraft des Wechselstrom-Servomotors 1 wird über die
Hauptwelle 12 zu einem bekannten Mechanismus zum vertikalen
Bewegen der Nadelstange 30 übertragen. Im Ergebnis wird
die Nadelstange 30 vertikal bewegt.
-
Eine untere Welle 31 ist
drehbar im Bett 70 des Rahmens 2 gelagert. Ein
Zahnrad 32 ist an der unteren Welle 31 in einem
Endteil derselben befestigt, das den Ständer 7 trägt. Ein
Zahnriemen 33 ist um das Zahnrad 26, das an der
Kupplung 29 befestigt ist, und das Zahnrad 32,
das an der unteren Welle 31 befestigt ist, geschlungen.
Die Antriebskraft des Wechselstrom-Servomotors 1 wird über das
Zahnrad 26, den Zahnriemen 33 und das Zahnrad 32 auch
zur unteren Welle 31 übertragen.
Die Drehbewegung der unteren Welle 31 wird auf eine Vorschubwelle 35 und eine
Schlingenfängerwelle 36 übertragen,
die im Bett 70 angeordnet sind. Im Ergebnis dessen werden
ein Stoffschieber 37 und ein (nicht gezeigter) Schlingenfänger angetrieben.
-
Im folgenden wird im einzelnen unter
Bezugnahme auf 3 der
Montageaufbau des Wechselstrom-Servomotors 1 beschrieben.
Der Wechselstrom-Servomotor 1 ist in einen Innenraum 57 des zylindrischen
Teils 10 von dessen rechtem Ende eingesetzt und am zylindrischen
Teil 10 durch eine Schraube 49 befestigt. Die
Ausgangswelle 25 des Wechselstrom-Servomotors 1 setzt
sich in entgegengesetzte Richtungen vom rechten und linken Ende des
zylindrischen Teils fort. Die Kupplung 29 ist ein zylindrisches
Teil, das aus einem dickwandigen 29a und einem dünnwandigen
Teil 29b zusammengesetzt ist. Das dickwandige Teil 29a weist
zwei Gewindebohrungen 40 und 41 auf. Die Hauptwelle 12 und die
Ausgangswelle 25, die beide in die Kupplung 29 eingreifen,
sind koaxial verbunden und durch zwei Schrauben 42 und 43,
die in die Gewindebohrungen 40 und 41 eingeschraubt
sind, miteinander verbunden. Das dünnwandige Teil 29b wird
durch ein Lager 45 drehbar in der Stützwand 20 gehalten
und erstreckt sich durch die Stützwand 20 nach
rechts zwischen der äußeren Mantelfläche der
Ausgangswelle 25 und der inneren Mantelfläche des
Zahnrades 26. Das Zahnrad 26 ist aus einem Grundkörper, um
den der Zahnriemen 33 geschlungen ist, und einem Befestigungsteil,
das sich vom Grundkörper
zur Stützwand 20 hin
erstreckt, zusammengesetzt. Das Befestigungsteil ist mit einer Gewindebohrung 46 versehen.
Das Zahnrad 26 ist in Verbindung zur Kupplung 29 mit
einer Schraube 47 befestigt, die in die Gewindebohrung 46 eingeschraubt
ist. Das heißt, obwohl
das Zahnrad 26 mit der Kupplung 29 verbunden ist,
ist es nicht direkt mit der Ausgangswelle 25 verbunden.
-
Im Falle des Entfernens des Wechselstrom-Servomotors 1 aus
der Nähmaschine 3 zum Zwecke
der Wartung oder ähnlichem
wird die Schraube 43, die die Ausgangswelle 25 an
der Kupplung 29 befestigt, gelöst, um die Ausgangswelle 25 nach 3 nach rechts zu ziehen.
Im Ergebnis dessen wird die Ausgangswelle 25 des Wechselstrom-Servomotors 1 von
der Kupplung 29 getrennt. Das Zahnrad 26 bleibt
jedoch an der Kupplung 29 befestigt. Beim Montieren des
Wechselstrom-Servomotors 1 in der Nähmaschine 3 wird die
gleiche Operation in umgekehrter Reihenfolge durchgeführt.
-
Das Gehäuse 58 des Wechselstrom-Servomotors 1 weist
einen zylindrischen Körper 59 und
ein Paar rechter und linker Halter 51 auf, die an entgegengesetzten
Enden des zylindrischen Körpers 59 mittels
Schrauben 50 befestigt sind. Ein Paar von Kugellagern 52 ist
in den Haltern 51 befestigt. Die Ausgangswelle 25 wird
durch die Kugellager 52 drehbar im Gehäuse 58 gehalten. In
der inneren Mantelfläche des
zylindrischen Körpers 59 ist
ein Stator 53 montiert, und ein Rotor 54 ist an
der Ausgangswelle 25 in ihrem dem Stator 53 gegenüberliegenden
Teil angebracht.
-
Zwei elastische Teile 55 und 66,
die die Gestalt eines Zylinders großen Durchmessers haben, sind
zwischen den Haltern 51 des Gehäuses 58 und dem zylindrischen
Teil 10 des Rahmens 2 angeordnet. Ein weiteres
elastisches Teil 67, das die Gestalt eines Zylinders kleinen
Durchmessers hat, ist zwischen dem rechten Halter 51 des
Gehäuses 58 und einer
Schraube 49, die durch den rechten Halter 51 in
das zylindrische Teil 10 eingreift, eingefügt. Ein beim
Einbau entstehender Lagefehler zwischen der Hauptwelle 12 und
der Ausgangswelle 25 beim Befestigen der Hauptwelle 12 über die
Kupplung 29 mit der Ausgangswelle 25 wird durch
die Wirkung der elastischen Teile 55, 66 und 67 ausgeglichen.
Damit werden Konzentrizität
und Flucht zwischen der Hauptwelle 12 und der Ausgangswelle 25 gesichert.
-
Eine magnetische Trommel 68 ist
am rechten Ende der Ausgangswelle 25 des Wechselstrom-Servomotors 1 befestigt.
Ein Rotationssensor 69 und ein Polsensor 60 sind
an der Außenfläche des rechten
Halters 51 des Wechselstrom-Servomotors 1 an einem
der magnetischen Trommel 68 gegenüberliegenden Teil angebracht.
Weiterhin ist am rechten Ende der Ausgangswelle 25 ein
rotierendes Teil 61 montiert. Ein Permanentmagnet 62 ist
an der inneren Oberfläche
des rotierenden Teils 61 montiert. Ein Nadelpositionssensor 63 ist
am rechten Halter 51 so angeordnet, daß er dem Permanentmagnet 62 gegenüberliegt.
-
In der Nähmaschine 3 mit der
oben erläuterten
Konstruktion nach dem Ausführungsbeispiel
wird, wenn an einen Wechselstrom-Servomotor 1 Strom angelegt
wird, die Ausgangswelle 25 in Drehbewegung versetzt. Da
die Ausgangswelle 25 und die Hauptwelle 12 über die
Kupplung 29 fest miteinander verbunden sind und das Zahnrad 26 fest
mit der Kupplung 29 verbunden ist, drehen sich die Hauptwelle 12,
die Kupplung 29 und das Zahnrad 26 zusammen mit
der Ausgangswelle 25. Demgemäß wird die Antriebskraft des
Wechselstrom-Servomotors 1 auf die Hauptwelle 12 und
ebenso über
den Zahnriemen 33 auf die untere Welle 31 übertragen.
-
Die Nähmaschine 3 der vorliegenden
Ausführungsform
hat die folgenden Vorteile.
-
Da der Wechselstrom-Servomotor 1 im
Endteil des Armes 4 angeordnet ist, das durch den Ständer 7 gehalten
wird, ist der obere Aufbau der Nähmaschine 3 gut
ausbalanciert, wodurch die Erzeugung von Schwingungen im Nähvorgang
unterdrückt
wird.
-
Da der Wechselstrom-Servomotor 1 nicht
im Mittelteil des Armes 4 entfernt vom Ständer 7 angeordnet
ist, sondern im Endteil des Armes 4, der durch den Ständer 7 gehalten
wird, ist es unnötig,
den Arm 4 und den Ständer 7 übermäßig zu verstärken. Damit können das
Gewicht des Armes 4 und des Ständers 7 verringert
werden.
-
Da die Ausgangswelle 25 des
Wechselstrom-Servomotors 1 koaxial mit der Hauptwelle 12 über die
Kupplung 29 verbunden ist, können Verluste bei der Übertragung
der Antriebskraft des Wechselstrom-Servomotors 1 verringert
werden.
-
Wenn der Wechselstrom-Servomotor 1 im Mittelabschnitt
des Armes 4 angeordnet ist, wird die Außenwand des Armes 4 im
Ergebnis der Erzeugung von Wärme
durch den Wechselstrom-Servomotor 1 heiß, wodurch der Bediener Verbrennungen
erleiden kann. Im Gegensatz dazu besteht in der vorliegenden Ausführungsform
nicht die Gefahr solcher Verbrennungen, da der Wechselstrom-Servomotor 1 in
einer von der Arbeitsstellung des Bedieners entfernten Lage angeordnet
ist.
-
Da der Wechselstrom-Servomotor 1 nicht
im Mittelabschnitt des Armes 4, sondern im Endabschnitt
des Armes 4 angeordnet ist, können die Arbeiten des Einbaus
und Ausbaus leicht ausgeführt werden,
wodurch die Wartung beschleunigt wird.
-
Das Zahnrad 26 ist nicht
direkt mit der Ausgangswelle 25 des Wechselstrom-Servomotors 1 verbunden,
sondern an der Kupplung 29 befestigt. Demententsprechend
ist es beim Trennen der Ausgangswelle 25 des Wechselstrom-Servomotors 1 von der
Kupplung
29 zum Zwecke der Wartung oder ähnlichem
nicht nötig,
das Zahnrad 26 und den Riemen 33 zu entfernen.
Damit ist beim Montieren des Wechselstrom-Servomotors 1 in
die Nähmaschine 3 eine Neueinstellung
des Eingriffs zwischen der Hauptwelle 12 und der unteren
Welle 31 nicht nötig.
Das heißt, ein
Neueinstellen der zeitlichen Arbeitsabläufe zwischen der Nadelstange 30 und
dem Stoffschieber 37 ist nicht nötig, wodurch die Arbeitseffizienz
der Montage und Demontage erheblich erhöht wird.
-
Da der Montagefehler zwischen der
Hauptwelle 12 und der Ausgangswelle 25 durch die
Wirkung der elastischen Teile 55, 66 und 67 ausgeglichen
wird, können
die Konzentrizität
und Flucht zwischen der Hauptwelle 12 und der Ausgangswelle 55 leicht
gewährleistet
werden, ohne daß die
Anwendung hochstehender Herstellungstechniken nötig wäre. Damit ist es möglich, das
Entstehen verschiedener Probleme, wie Schwingungen und unnormale Belastung
oder Ausfälle
während
des Betriebes der Nähmaschine 3,
zu verhindern.
-
Obwohl die Hauptwelle 12 und
die untere Welle 31 miteinander über den Zahnriemen 33 in
der dargestellten Ausführungsform
verbunden sind, kann für
die Verbindung eine vertikale Welle oder ähnliches verwendet werden.
Weiterhin kann, obwohl der Lüfter 27 zur
Kühlung
des Wechselstrom-Servomotors 1 in der vorliegenden Ausführungsform
verwendet wird, zur Kühlung
des Wechselstrom-Servomotors 1 ein Kühlöl verwendet werden. Weiterhin
kann der Wechselstrom-Servomotor 1 zum Antrieb der Nähmaschine 3 durch
einen anderen Motortyp, wie etwa einen Gleichstrom-Servomotor, ersetzt
werden.