DE4129019A1 - Oelpumpe fuer eine naehmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbesserung bei Nähmaschinen und speziell eine verbesserte Ölpumpe für Nähmaschinen.

Saubere Schmierung der bewegten Teile ist ein wesentliches Merkmal bei industriellen Nähmaschinen. Bei den derzeit gebräuchlichen Maschinen wird die Schmierung mittels rotierender Ölpumpen automatisch erreicht, welche dazu dienen, ein insbesondere flüssiges Schmiermedium kontinu­ ierlich durch die Maschine kreisen zu lassen. Die Schmier­ flüssigkeit ist typischerweise gewöhnliches Mineralöl, welches eine Saybolt-Viskosität von 90 bis 125 Sekunden bei 37,7°C aufweist.

Typischerweise werden momentan für Zwecke der Nähmaschi­ nenschmierung Ölpumpenvorrichtungen benutzt, die durch Union Special Corporation in Chicago, Illinois hergestellt werden, und zwar für deren Maschinenklasse 36200. In sol­ chen Maschinen ist Raum für Vorrichtungen und Einstellun­ gen sehr knapp. Aus diesem Grunde umfaßt die Ölpumpenvor­ richtung in diesen Maschinen zwei unabhängige Zahnradpum­ pen, die innerhalb eines Gehäuses eingeschlossen sind, welche beide durch ein gemeinsames Zahnrad angetrieben werden. Das Zahnrad ist auf eine Zahnradwelle mittels einer Zahnradnabe befestigt. Ein Öldichtring und eine Scheibe können ebenfalls zwischen der Zahnradnabe und der Gehäusewandung eingeschlossen sein. Ferner umfaßt die Vor­ richtung ein Paar von Abdeckplatten auf jeder Seite des Gehäuses. Diese Abdeckplatten können Bypass-Kanäle zum Zwecke der Dosierung des Öls enthalten, und um eine Lecka­ ge von Öl in bestimmte Gebiete der Maschine zu verhindern.

Ein diesem Typ von Ölpumpenvorrichtung innewohnender Nach­ teil ist, daß es schwierig ist, das Gehäuse und die Zahn­ radnabe so herzustellen, daß eine dichte Passung zwischen diesen beiden erreicht wird, was zu einer niedrigen Pum­ penleistung führt. Dies kann zum großen Teil durch die Schwierigkeit des Bohrens einer Wellenbohrung in das Gehäuse senkrecht zu dem Gehäuse verursacht sein. Wenn die Zahnradwelle nicht senkrecht zum Gehäuse ist, dann treffen sich statt einer dichten Passung zwischen dem Zahnrad und der inneren Oberfläche des Gehäuses diese beiden Komponen­ ten lediglich an einem Punkt. Eine derartige schwache Dichtung zwischen dem als Stirnrad ausgebildeten Zahnrad und dem Gehäuse verursacht ein Abnehmen der Effektivität der Pumpe. Die Abnutzung auf der inneren Oberfläche des Gehäuses, welche durch die Drehbewegung der Komponenten im Inneren des Gehäuses verursacht wird, verschlimmert ferner dieses Problem.

Nach dem Stillstand der Nähmaschine kann Öl von der Ölzu­ führungsröhre zur Pumpenvorrichtung durch einen Bypass-Ka­ nal, der in der Abdeckplatte angeordnet ist, abfließen. Es ist ein weiterer Nachteil der momentan verwendeten Ölpum­ pen, daß Öl aus dem Ölzuführungsrohr, genauso wie inner­ halb der Pumpenvorrichtung zurückbleibendes Öl zum Zeit­ punkt des Stillstandes durch den Bypass-Kanal herausge­ saugt werden kann, weil der Bypass-Kanal in derselben horizontalen Ebene wie das Ölzuführungsrohr und die Pum­ penvorrichtung angeordnet ist. Folglich existiert dadurch eine Verzögerung der Zuführung des Öls zur Ölpumpenvor­ richtung nach dem Starten der Maschine. Diese Verzögerung führt zu einem Aufbauen der Reibung in der Maschine, wel­ che zu einem Lagerschaden führen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Ölpumpenvorrichtung vorzusehen, welche dicht eingepaßte Komponenten aufweist, um ein Abnehmen der Pumpeneffektivität zu verhindern. Ein Merkmal der Erfindung ist es, eine Ölpumpenvorrichtung kompakter Bauart bereitzustellen, welche einen minimalen Raum innerhalb der Nähmaschine einnimmt.

Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, eine Ölpumpen­ vorrichtung bereitzustellen, bei welcher Öl in die Ölpumpe während des Stillstands der Maschine zurückgezogen wird, damit eine Verzögerung im Umlaufen des Öls in der Pumpe nach dem Starten der Maschine minimalisiert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Ölpumpenvor­ richtung gelöst, welche eine einstellbare, in ein Gehäuse eingeschlossene Zahnradnabeneinrichtung aufweist, wobei die Einrichtung eine Zahnradnabe einschließt, ein Zahnrad zum Antrieb zweier unabhängiger Zahnradpumpen, elastisch deformierbare Öldichtungsringe, welche auf jede Seite der Zahnradnabe eingepaßt sind, eine Einstellbuchse und Schei­ ben, welche außerhalb auf die Öldichtungsringe eingepaßt sind und welche mit einer "Nase" zum drehbaren Eingriff in das Zahnrad ausgestattet sind.

Die Zahnradnabe und die Einstellbuchse sind so ausgelegt, daß sie sich voneinander wegbewegen, wenn sie in ihrer Lage innerhalb des Gehäuses befestigt sind und dadurch eine seitliche Kraft auf die anderen Teile der einstellba­ ren Zahnradnabeneinrichtung ausüben, um eine dichte Pas­ sung zwischen diesen Teilen zu gewährleisten, und um die Aufrechterhaltung der Pumpeneffektivität sicherzustellen.

Die deformierbaren Öldichtungsringe gleichen Unregelmäßig­ keiten der Herstellung der Teile durch Füllen der Zwi­ schenräume aus, die sonst teilweise deswegen existieren könnten, weil die Zahnradwelle nicht exakt senkrecht zur inneren Oberfläche des Gehäuses ausgerichtet ist. Ferner verursacht die Abnutzung nach einiger Zeit des Betriebs aufgrund der Drehbewegung der Scheiben in bezug auf die inneren Gehäusewandungen ein Anpassen der Scheiben an die inneren Gehäusewandungen, was dadurch das Problem der ungenauen Passung wegen der nicht senkrecht zum Gehäuse gebohrten Bohrlöcher erleichtert.

Die Ölpumpenvorrichtung kann auch mit Abdeckplatten verse­ hen sein, wobei eine oder beide derselben verbesserte Bypass-Kanäle enthalten, die dazu dienen das Öl in der Vorrichtung zu dosieren, um so eine Ölleckage in andere Bereiche der Maschine zu verhindern, während auch eine Ölzufuhr in die Pumpenvorrichtung aufrechterhalten wird, um einen Aufbau der Reibung nach dem Starten der Nähma­ schine zu verhindern.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beilie­ gender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1 eine auseinandergezogene Darstellung einer erfindungsgemäßen Zahradpumpenan­ ordnung, die in eine Nähmaschine einge­ paßt ist;

Fig. 2 eine auseinandergezogene Darstellung einer Zahnradpumpenvorrichtung und

Fig. 3A und 3B jeweils eine erfindungsgemäße Abdeckplatte.

Eine in Fig. 1 allgemein mit dem Bezugszeichen 10 verse­ hene erfindungsgemäße Ölpumpenvorrichtung schließt eine einstellbare Zahnradnabeneinrichtung 12 ein, ein Gehäuse 14, zwei unabhängige Zahnradpumpen 16 und 18 und Abdeck­ platten 20. Die Ölpumpenvorrichtung 10 kann im oberen Bereich eines Armes 19 einer Nähmaschine vorgesehen sein und wird während des normalen Betriebes der Maschine durch eine obere Abdeckung (nicht gezeigt) abgedeckt.

Die Ölpumpenvorrichtung ist in Fig. 1 als eine Anpassung an die Nähmaschine des durch Union Special Corporation, Chicago, Illinois hergestellten und verkauften Typs 36200 gezeigt. Derartige Nähmaschinen (außer denen, welche die erfindungsgemäße Ölpumpe aufweisen) sind wohlbekannt, und deshalb werden lediglich diejenigen Teile der Maschine detailliert beschrieben, welche für das Verständnis der vorliegenden Erfindung nützlich sind. Es ist jedoch selbstverständlich, daß die vorliegende Erfindung auch auf verschiedene andere Typen von Nähmaschinen angewendet wer­ den kann.

Wie in Fig. 2 dargestellt ist, passen die Teile der ein­ stellbaren Zahnradnabeneinrichtung 12 eng aneinander anliegend zueinander, wenn sie zusammengebaut sind, um in das Gehäuse 14 zu passen. Das Gehäuse 14 kann hufeisenför­ mig ausgebildet sein mit zwei oder drei Seiten parallel zueinander zur Aufnahme und zum Abstützen einer Zahnrad­ welle 22. Eingepaßt innerhalb des Gehäuses ist ein Zahnrad (Stirnrad) 24 durch eine Hauptwelle (nicht gezeigt) ange­ trieben, wobei das Zahnrad 24 seinerseits die beiden unab­ hängigen Zahnradpumpen 16 und 18 antreibt. Das Zahnrad 24 ist an der Zahnradnabe 30 derart befestigt, daß es zu einer seitlichen Bewegung entlang der Zahnradwelle 22 befähigt ist. Benachbart zur Zahnradnabe 30 ist eine Ein­ stellbuchse 32 angeordnet. Die Einstellbuchse 32 und die Zähnradnabe 30 wirken zusammen, um eine eng benachbarte Passung zwischen den Teilen innerhalb des Gehäuses 14 zu erzeugen, wenn sie an Ort und Stelle durch eine Schraube 31 befestigt sind, wie es unten beschrieben wird. Eine zweite Schraube 33 ist vorgesehen, um die Zahnradnabe 30 auf der Zahnradwelle 22 zu befestigen. Ferner kann die Vorrichtung ein Paar von elastischen, deformierbaren Öldichtungsringen 34 umfassen, deren einer außerhalb der Einstellbuchse 32 und deren anderer außerhalb des Zahnra­ des 24 angeordnet sind. Benachbärt zu den Öldichtungsrin­ gen 34 und in Berührung mit den inneren Gehäusewandungen sind zwei Scheiben 36. Jede Scheibe ist mit einem auch als "Nase" bezeichneten Arm 38 ausgebildet, der sich in das Zahnrad 24 erstreckt und in dieses eingepaßt ist. Wenn sich das Zahnrad 24 dreht, verursachen die Nasen 38 eine entsprechende Drehung der Scheiben 36 und der Öldichtungs­ ringe 34. Auf diese Weise bleiben die Teile relativ zuein­ ander und zu dem Zahnrad 24, der Zahnradnabe 30 und der Einstellbuchse 32 ortsfest.

Das Gehäuse 14 und die in dieses eingepaßten Teile werden derart hergestellt und eingebaut, daß jedes eine eng anliegende Passung mit seinem benachbarten Teil aufrecht­ erhält. Jedoch können kleine Unregelmäßigkeiten beim Her­ stellungsprozeß der Teile und eine Abnutzung der inneren Oberfläche des Gehäuses 14 zu einem lockeren Sitz der Tei­ le führen und folglich zu einem Verlust der Pumpenleis­ tung. Dieses Problem wird durch die vorliegende Erfindung durch das Bereitstellen einer einstellbaren Zahnradnaben­ einrichtung 12 beseitigt, welche zu einer Einstellung einer eng benachbart liegenden Passung nach dem Einsetzen der Teile in das Gehäuse 14 befähigt ist. Beim Zusammen­ bauen der einstellbaren Zahnradnabeneinrichtung 12 werden das Zahnrad 24, die Zahnradnabe 30, die Einstellbuchse 32, die Öldichtungsringe 34 und die Scheiben 36 innerhalb des Gehäuses 14 angeordnet. Die Einstellbuchse 32 und die Zahnradnabe 30 können so vorgesehen sein, daß die Ein­ stellbuchse 32 in die Zahnradnabe 30 paßt bevor die Schraube 31 fest angezogen wird. Eine derartige Anordnung ermöglicht eine minimale gesamte Ausdehnung der einstell­ baren Zahnradnabeneinrichtung vor dem Einsetzen, um einen leichten Einbau der Einrichtung 12 in das Gehäuse 14 zu ermöglichen. Sobald die Teile in das Gehäuse 14 eingepaßt sind, kann die Einrichtung 12 für eine dicht anliegende Passung durch das Anziehen der Schraube 31 eingestellt werden, was eine Trennung der Einstellbuchse 32 und der Zahnradnabe 30 voneinander entlang der Achse der Welle 22 verursacht. Durch das Auseinanderspreizen üben die Buchse 32 und die Zahnradnabe 30 eine seitliche Kraft auf die anderen Teile der einstellbaren Zahnradnabeneinrichtung 12 aus. Sobald eine ordnungsgemäße, dicht anliegende Passung erreicht ist, kann die Schraube 33 angezogen werden, um die Anordnung auf der Zahnradwelle 22 zu befestigen. Die elastischen Öldichtungsringe 34 dienen dazu, die Zwischen­ räume auszufüllen, welche sonst wegen der nicht exakt senkrecht zur inneren Oberfläche des Gehäuses 14 angepaß­ ten Welle existieren würden.

Nach einiger Betriebszeit tritt eine Abnutzung der inneren Oberflächen des Gehäuses 14 wegen der Rotation der Schei­ ben 36 in bezug auf diese Oberflächen auf. Die elastischen Öldichtungsringe 34, die zusammengepreßt werden, entspan­ nen sich geringfügig, um eine dicht anliegende Passung zwischen den Scheiben 36 und den inneren Oberflächen des Gehäuses 14 aufrechtzuerhalten. Zusätzlich "poliert" die Drehbewegung der Scheiben 36 die inneren Oberflächen des Gehäuses 14, was ein Anpassen der Scheiben 36 an diese Oberflächen verursacht, wodurch ferner das Problem einer ungenauen Ausrichtung der Zahnradwelle 22 und des Gehäuses 14 gemildert wird.

Die äußeren Wände der parallelen Seiten des Gehäuses 14 sind mit Abdeckplatten (Fig. 2) versehen. Wie die Fig. 3A und 3B zeigen, kann eine Abdeckplatte 20 mit einer Boh­ rung 42 versehen sein, durch welche Öl aus einem Ölzufüh­ rungsrohr 43 der Pumpenvorrichtung zugeführt wird, und mit einer Bohrung 44, durch welche das Öl die Pumpenvorrich­ tung durch eine Ölauslaßröhre 45 verläßt. Die Bohrungen 42 und 44 liegen in derselben horizontalen Ebene. An der Boh­ rung 44 beginnt ein sich an der inneren Fläche dieser Abdeckplatte (nämlich der an das Gehäuse 14 angrenzenden Seite) senkrecht nach oben erstreckender Kanal 46. Vom oberen Punkt des Kanals 46 erstreckt sich diagonal abwärts ein Bypass-Kanal 48. Der Bypass-Kanal 48 dient der Dosie­ rung der Menge des Öls, welches innerhalb des Systems zir­ kuliert und ermöglicht den Ablauf von überschüssigem Öl, welches anderenfalls von anderen Bereichen der Nähmaschine abtropfen würde und möglicherweise die zu nähenden Klei­ dungsstücke beschmutzen würde. Das Ölzuführungsrohr 43 kann auch ein Ölreservoir 50 (Fig. 2) enthalten, welches in der Nähe des Eingangs der Zahnradpumpenvorrichtung angeordnet ist. Der Boden des Ölreservoirs liegt in einer höheren horizontalen Ebene als die Bohrungen 42 und 44.

Während des normalen Betriebs der Nähmaschine fließt Öl von dem Ölzuführungsrohr 43 in die Zahnradpumpenvorrich­ tung und aus dem Ölauslaßrohr 45 heraus. Nach dem Anhalten der Maschine saugt eine Saugwirkung in dem Zuführungsrohr 43 das Öl zurück durch das Auslaßrohr 45, durch die Zahn­ radpumpe und aus dem Auslaßrohr 45 heraus. Dies ist mög­ lich, da das Auslaßrohr 45 gegenüber der umgebenden Luft offen ist, welche in die vom Öl entleerten Gebiete gesaugt wird. Das Öl fließt solange ab, bis die Luft den höheren Bereich des Zuführrohrs 43 (nämlich denjenigen Bereich des Zuführrohrs 43, der während des Betriebs der Maschine in das Reservoir 50 führt) erreicht. An dieser Stelle hört die Siphonwirkung des Öls von der Pumpenvorrichtung auf. Das im Reservoir 50 zurückbleibende Öl fließt dann zurück in die Zahnradpumpe und steigt im vertikalen Kanal 46 an, bis der Ölstand im Kanal 46 auf gleicher Höhe mit dem Öl im Reservoir 50 ist, wo der Fluß des Öls eine Gleichge­ wichtsposition erreicht hat. Auf diese Weise bleibt Öl in der Ölpumpenvorrichtung zurück und ist für die Zirkulation in der Pumpenvorrichtung ohne nennenswerte Verzögerung nach dem Starten der Maschine verfügbar.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung können beide Abdeckplatten mit dem verbesserten Bypass-Kanal, wie er oben beschrieben wurde, ausgestattet sein.

Claims (6)

1. Ölpumpe für eine Nähmaschine, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

• - ein Gehäuse (14);
• - eine einstellbare Zahnradnabeneinrichtung (30) auf der Innenseite des Gehäuses (14) zum Antrieb wenigstens einer Zahnradpumpe (16, 18), wobei die Zahnradnabeneinrichtung (30) zur Einstellung für eine anliegende Passung mit dem Gehäuse befähigt ist und
• - wenigstens eine Abdeckplatte (20), deren Innen­ fläche an eine äußere Fläche des Gehäuses (14) angrenzt, wobei die Innenfläche einen Kanal (46) aufweist, der sich vertikal aufwärts erstreckt und dessen oberster Punkt mit einem sich diagonal abwärts erstreckenden Bypass-Kanal (48) verbunden ist, so daß der Kanal (46) und der Bypass-Kanal (48) ein Entfernen von überflüssigem Öl aus der Nähmaschine ermöglichen, während ein Rest des Öls in der Ölpumpe (10) als Schmiermittel nach dem Startvorgang der Maschine belassen wird.

2. Einstellbare Zahnradnabeneinrichtung, insbesondere für eine Ölpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie umfaßt:

• - ein Gehäuse (14);
• - eine Zahnradwelle (22), die durch das Gehäuse (14) verläuft;
• - ein Zahnrad (24), das auf der Zahnradwelle (22) innerhalb des Gehäuses (14) zum Antrieb wenigstens einer Zahnradpumpe (16, 18) befestigt ist;
• - eine mit dem Zahnrad (24) innerhalb des Gehäuses (14) verbundene Zahnradnabe (30) zur Befestigung des Zahnrades (24) auf der Zahnradwelle (22);
• - eine innerhalb des Gehäuses (14) eingepaßte Ein­ stellbuchse (32) zur Erleichterung der Einstellung der einstellbaren Zahnradnabeneinrichtung (30);
• - wenigstens eine Scheibe (36), welche innerhalb des Gehäuses eingepaßt ist und eine nach einwärts hin zum Zahnrad (24) vorspringende Nase aufweist zum Eingriff in das Zahnrad (24), um eine eins-zu­ eins-Drehbewegung der Scheibe (36) mit dem Zahnrad (24) zu ermöglichen; und
• - wenigstens einen Öldichtungsring (34), der inner­ halb des Gehäuses (14) eingepaßt ist und elastisch verformt werden kann, um eine dicht anliegende Passung zwischen den Teilen der einstellbaren Zahnradnabe (30) zu vermitteln;

3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Öldichtungsring (34) durch die Rotation des Zahnrades (24) und der Scheibe (36) zur Drehbewegung veranlaßt wird.

4. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie ferner Mittel zum Spreizen der Zahnradnabe (30) und der Einstellbuchse (32) voneinander zur Aus­ übung einer seitlichen Kraft auf den Öldichtungsring (34) und die Scheibe (36) umfaßt, damit eine dicht anliegende Passung der einzelnen Teile innerhalb des Gehäuses (14) erhalten wird.

5. Nähmaschine, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

• - eine Ölpumpenvorrichtung (10), welche wenigstens eine Abdeckplatte (20), die an einer Seite einen Kanal (46) umfaßt, welcher sich vertikal aufwärts erstreckt und mit einem sich von dem oberen Punkt des Kanals (46) diagonal abwärts erstreckenden Bypass-Kanal (48) verbunden ist;
• - Mittel zum Entfernen überflüssigen Öls aus der Ölpumpenvorrichtung (10) und
• - Mittel zum Belassen eines Ölvorrats in der Ölpum­ penvorrichtung (10) zur Benutzung als Schmiermit­ tel beim Startvorgang der Nähmaschine.

6. Ölpumpenvorrichtung, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie umfaßt:

• - ein Gehäuse (14);
• - wenigstens eine an das Gehäuse (14) angrenzende Abdeckplatte (20), welche eine dem Gehäuse (14) benachbarte Innenfläche aufweist, wobei die Innen­ fläche einen sich vertikal aufwärts erstreckenden Kanal (46) umfaßt, der mit einem sich vom oberen Punkt des Kanals (46) diagonal abwärts erstrecken­ den Bypass-Kanal (48) verbunden ist, zum Entfernen überschüssigen Öls aus der Ölpumpenvorrichtung (10), wobei ein Ölvorrat in der Ölpumpenvorrich­ tung (10) zur Benutzung als Schmiermittel beim Startvorgang der Nähmaschine belassen wird.