DE4412553C2 - Vorrichtung in einer Nähmaschine - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung in einer Nähmaschine, die mit einer elektronischen Steuereinheit versehen ist, wobei diese Vorrichtung einen Nadelmechanismus mit einer Nadelstange, eine Drückerstange, die mit einem Nähfuß versehen ist und von einem Federmittel betätigt wird, um auf den zu nähenden Stoff (Nähgut) einen regelbaren Nähfußdruck auszuüben, sowie eine Hubvorrichtung zum Stellen des Nähfußes in eine Arbeitsstellung und in eine sich in Abstand zum Stoff befindende Ruhestellung umfaßt, wobei die Hubvorrichtung einen motorisch betriebenen Hubhebel umfaßt (Oberbegriff des Anspruchs 1).

Aus der DE 33 35 640 ist eine Nähgut-Niederhaltevorrichtung in einer Nähma­ schine bekannt, bei der die Position des Nähfußes über einen drehbar gelagerten Hebel einstellbar ist. Dazu ist der Hebel mit einem Halter verbunden, der an der Druckstange des Nähfußes befestigt ist. Ferner ist an der Druckstange eine Schraubenfeder gelagert, die an einem Ende an einer Einstellschraube gelagert ist, die fest mit einem Gehäuse verbunden ist, so daß die Niederhaltedruckkraft des Nähfußes einstellbar ist. Die Einstellung erfolgt dabei manuell, so daß wäh­ rend des Nähens eine Anpassung des Niederhaltedrucks bei unterschiedlichen Stoffdicken nicht erfolgen kann.

Ferner ist aus der DE 36 37 601 eine Drückervorrichtung für eine Nähmaschine bekannt, bei der die Position des Nähfußes über eine motorisch angetriebene Gelenkverbindung einstellbar ist. Auf der Drückerstange ist dabei eine Druckfe­ der angeordnet, wobei die Federkraft über eine Einstellschraube verändert wer­ den kann. Die Niederhaltedruckkraft kann dabei während des Nähens bei unter­ schiedlichen Stoffdicken nicht konstant gehalten werden.

Zusätzlich ist es aus der JP 54-150244 bekannt, eine Nähmaschine mit einer Vorrichtung zum automatischen Einstellen der Andrückkraft des Straffdrückers gegen das Nähgut zu versehen. Die offenbarte Einstellvorrichtung greift über einen Servomechanismus mit Motorantrieb an einem Hebestück an, welches die Drückerstange über eine Feder mit einer Druckkraft beaufschlagen kann. Für die Einstellung der Druckkraft ist ein Potentiometer vorgesehen, mit welchem eine relative Verschiebung des Hebestücks erfaßt wird.

Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung in einer Nähmaschine zu schaffen, die mit konstruktiv einfachen Mitteln auf einfache und genaue Weise den Nähfußdruck steuern kann.

Diese Aufgabe wird bei einer Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen 2 bis 8 angegeben.

Im folgenden wird diese Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen detaillierter beschrieben, wobei

• - Fig. 1 eine Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung, von der Rückseite der Nähmaschine gesehen, zeigt,
• - Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zeigt,
• - Fig. 3 eine seitliche Teilansicht der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung zeigt,
• - Fig. 4 eine Draufsicht dieser Vorrichtung zeigt, und
• - Fig. 5 bis Fig. 7 seitlich Teilansichten dieser Vorrichtung in verschiedenen Stellungen zeigen.

Die in den Zeichnungen gezeigte Vorrichtung, die als Bestandteil einer Haushaltsnähmaschine vorgesehen ist, umfaßt eine senkrecht bewegbare Nadelstange 10, die mit einer Nadel 11 versehen ist, sowie eine ebenfalls senkrecht bewegbare Drückerstange 12, die mit einem Nähfuß 13 versehen ist. Am oberen Ende der Drückerstange ist ein waagerechter Stift 14 vorgesehen.

Die senkrechte Bewegung der Drückerstange wird mittels eines Hubhebels 15 bewirkt, der auf einer Achse 16 drehbar gelagert und mit einem mit dem Stift 14 zusammenwirkenden Anschlag 17 versehen ist. Der Hubhebel wird von einem Schrittmotor 18 über ein untersetzendes Zahnrad 19 betätigt, das ein Ritzel 20 aufweist, das in ein gezahntes Segment 21 des Hubhebels eingreift. Um einen angemessenen, federnden Nähfußdruck zu erhalten, ist eine Spannfeder 22 vorgesehen, die sich zwischen dem Stift 14 der Druckstange und einem am Hubhebel 15 vorgesehenen waagerechten Stift 23 erstreckt. Dadurch kann mittels des Hubhebels der Nähfußdruck geregelt werden, wie im folgenden ausführlicher beschrieben wird.

Zur Feststellung der Stellung Drückerstange und des Nähfußes umfaßt die Vorrichtung eine Codierscheibe 24, deren eines Ende drehbar auf der Achse 16 gelagert ist und deren anderes Ende mittels einer länglichen Öffnung 25, durch die der Stift 14 satt anliegend hindurchragt, bewegbar mit der Druckstange verbunden ist. Mittels einer differenzierenden Meßvorrichtung, die am Hubhebel 15 angebrachte optische Stellungssensoren 26 umfaßt und mit einem gezahnten Segment 27 der Codierscheibe zusammenwirkt, wird die Stellung des Hubhebels und der Codierscheibe in bezug aufeinander festgestellt. Wenn der Nähfuß angehoben ist und somit nicht den darunter liegenden Stoff berührt, erfolgt keine Bewegung des Hubhebels und der Codierscheibe in bezug aufeinander.

Wenn der Nähfuß gesenkt ist und somit den Stoff berührt, wobei er in seiner Abwärtsbewegung angehalten wird, bewirkt die weiterhin erfolgende Abwärtsbewegung des Hubhebels 15 ein Spannen der Feder 22 und eine entsprechende Erhöhung des Nähfußdrucks. Da die Federkonstante bekannt ist, ergibt sich aus dem vom Sensor 26 erfaßten Stellungsunterschied der Nähfußdruck. Der geeignete Nähfußdruck wird gemäß der eingegebenen Werte bezüglich des Stoffmaterials, der gewählten Naht etc. von der Steuereinheit der Maschine eingestellt.

Während des normalen Nähens (Fig. 3 und Fig. 5) wird der Stoff zwischen dem Nähfuß 13 und einer stützenden Stichplatte 29 gehalten. Wenn sich die Dicke des Stoffs z. B. durch eine Änderung der Anzahl der Stoffschichten ändert, wird die Drückerstange angehoben bzw. gesenkt, was bei einer herkömmlichen. Nähmaschine aufgrund der Wirkung der Federspannung zu einer Änderung des Nähfußdrucks führt. Eine solche Änderung des Nähfußdrucks im Zusammenhang mit der Dicke des Stoffs wirkt sich in den meisten Fällen nachteilig auf das Nähergebnis aus. Die erfindungsgemäße Vorrichtung bietet die Möglichkeit, diesen Nachteil zu beseitigen, da die Bewegung der Drückerstange von der differenzierenden Meßvorrichtung 26, 27 festgestellt wird und, falls dies erwünscht ist, durch Konstanthaltung des festgestellten Werts trotz der Änderung der Dicke des Stoffs ein konstanter Nähfußdruck erzeugt werden kann. Dies wird dadurch erreicht, daß die Stellung des Hubhebels 15 mittels des Motors 18 um einen Weg verstellt wird, der dem Anheben bzw. dem Senken der Druckstange entspricht, wodurch die Spannung der Feder 22 unverändert bleibt. Es ist außerdem jedes beliebige, für die jeweilige Näharbeit geeignete Verhältnis zwischen dem Nähfußdruck und der Stoffdicke möglich. Hierfür wird das gewünschte Verhältnis zwischen dem Nähfußdruck und der Stoffdicke mittels der Steuereinheit der Nähmaschine eingestellt.

Wenn der Nähfuß in seine in Fig. 6 gezeigte Hubstellung gebracht werden soll, wird der Motor 18 so betätigt, daß er eine in der Steuereinheit vorprogrammierte Winkelstellung einnimmt, wodurch der Anschlag 17 des Hubhebels am Stift 14 der Druckstange angreift und der Nähfuß in eine vorgegebene Stellung gehoben wird. Zusätzlich zur normalen Hubstellung weist die Machine vorzugsweise eine zweite Hubstellung auf, bei der der Nähfuß ein weiteres Stück angehoben wird, damit unter ihm besonders dicker Stoff eingeführt werden kann. Dieses zusätzliche Anheben wird vorzugsweise dadurch aktiviert, daß am Schaltfeld der Maschine (nicht gezeigt) der Bedienungsknopf zum Anheben des Nähfußes eine geeignete vorgegebene Zeit lang gedrückt gehalten wird.

In Fig. 7 wird der Nähfuß 13 in einer Stellung gezeigt, in der er gerade so weit angehoben ist, daß er keinen Druck ausübt, wodurch der Stoff nicht mehr festgehalten wird, sondern bewegt werden kann. Zum Erreichen dieser Stellung erfolgt ein Anheben durch den Schrittmotor, bis die von der differenzierenden Meßvorrichtung 26, 27 erfaßte Bewegung beendet ist, und anschließend eine zusätzliche vorgebene Anzahl von Schritten zum Freigeben des Stoffs. Diese Stellung kann während der Näharbeit wahlweise auf zweierlei Arten verwendet werden.

In einem ersten Nähprogramm, bei dem diese Druckentlastung verwendet wird, ist die Maschine so programmiert, daß sie den Stoff während eines kurzen Zeitintervalls freigibt, wenn sich die Nadel in ihrer oberen Stellung befindet, bei der der Stofftransport normalerweise durch den Stoffschieber der Maschine ausgeführt wird. Da hierbei der Stoff nicht festgehalten wird, kann er manuell bewegt werden, anstatt durch den automatischen Stofftransport, der dann vorzugsweise ausgeschaltet wird. Am Ende des erwähnten Zeitintervalls kehrt der Nähfuß in seine untere Stellung mit normalen Nähfußdruck zurück, wodurch der Stoff während der Ausführung des Stichs und des Anspannens des Fadens festgehalten wird.

Dieses Nähprogramm erlaubt somit ein manuelles Verschieben des Stoffs in jeder gewünschten Richtung und kann vorzugsweise z. B. bei weiten Stichen oder beim Stopfen verwendet werden.

In einem zweiten Nähprogramm wird während eines kurzen Zeitintervalls der Stoff freigegeben, wenn sich die Nadel in ihrer unteren Stellung befindet und somit in dem Stoff steckt (Fig. 3). Hierbei wird der Stoff durch den Zickzackmechanismus der Maschine seitlich verschoben. Bei der abgebildeten Ausführung umfaßt dieser Mechanismus einen Schrittmotor 30, der mit einem Ritzel 31 versehen ist, das in ein gezahntes Segment 32 eingreift, das an einem drehbar auf einer Achse 34 gelagerten Hebel 33 vorgesehen ist. Der Hebel 33 ist über ein Verbindungselement 35 mit dem Lager der Nadelstange 10 verbunden, wodurch die Nadel um eine Strecke seitlich versetzt werden kann, die durch die Zickzackeinstellung der Maschine gewählt werden kann. Wie bekannt ist, erfolgt bei Zickzacknähten eine solche seitliche Versetzung, wenn sich die Nadel in der oberen Stellung befindet. Bei der erfindungsgemäßen Nähmaschine wird der Stoff losgelassen, wenn sich die Nadel in der unteren Stellung befindet, und anschließend durch den Zickzackmechanismus und die Nadel 11 seitlich verschoben. Dann wird der Nähfuß wieder gesenkt und ein normaler Nähfußdruck ausgeübt.

Durch Anwendung dieser Nähfunktion ist es möglich, eine Naht anzubringen, die quer zur normalen Nährichtung der Maschine verläuft. Durch Kombination dieses seitlichen Verschiebens des Stoffs mit dem normalen Vorwärts- oder Rückwärtstransport bei angehobener Nadel und Wahl einer bevorzugten Schrittlänge für diese zwei zueinander senkrechten Bewegungen des Stoffs ist es zusätzlich möglich, eine in jeder beliebigen Richtung verlaufende Naht auszuführen. Es ist leicht zu erkennen, daß dies neue und im großen und ganzen unbegrenzte Nutzungsmöglichkeiten bietet und die Ausführung außergewöhnlicher Nähte erlaubt. Im Vergleich zu dem seitlichen Transport durch den normalen Stoffschieber, wie er bei bestimmten Nähmaschinentypen verwendet wird, ergibt sich der Vorteil, daß durch Nutzung der gesamten Zichzackbreite für das seitliche Verschieben des Stoffs viel längere seitliche Transportschritte erzielt werden können.

Ein weiteres vorteilhaftes Merkmal der beschriebenen Vorrichtung besteht darin, daß sie während des Nähvorgangs die Möglichkeit einer kontinuierlichen Erfassung der Stoffdicke bietet. Zur Feststellung der Stoffdicke wird die Stellung des Nähfußes berechnet, was mit Hilfe der Winkelstellung des Schrittmotors 18 und des von der differenzierenden Meßvorrichtung 26 erfaßten Werts erreicht wird. Die tatsächliche Stellung des Nähfußes wird verglichen mit einer Bezugsstellung, bei der der Nähfuß die Stichplatte berührt und sich dazwischen kein Stoff befindet. Diese Bezugsstellung ist im Speicher der Steuereinheit in Form einer Winkelstellung des Motors 18 gespeichert. Die erfaßte Stoffdicke wird für das Einstellen der Nähfadenspannung verwendet. Dies wird dergestalt ausgeführt, daß die zuvor eingestellte Fadenspannung, die entsprechend dem Stoffmaterial und der Art der Naht gewählt wurde, unter Berücksichtigung der tatsächlichen Stoffdicke kontinuierlich feineingestellt wird, indem der erfaßte Wert zur Steuerung eines Servomotors (nicht gezeigt) verwendet wird, der die Fadenspannvorrichtung der Nähmaschine betätigt. Die Einstellung wird so vorgenommen, daß die Fadenspannung mit der Stoffdicke zunimmt. Da die Fadenspannung ständig entsprechend der tatsächlichen Stoffdicke eingestellt wird, ist es möglich, unabhängig von Änderungen der Stoffdicke eine Naht von hoher und gleichmäßiger Qualität zu erzielen.

Claims (8)

1. Vorrichtung in einer Nähmaschine, die mit einer elektronischen Steuer­ einheit versehen ist, wobei diese Vorrichtung einen Nadelmechanismus mit einer Nadelstange (10), eine Drückerstange (12), die mit einem Nähfuß (13) versehen ist und von einem Federmittel (22) betätigt wird, um auf den zu nähenden Stoff (28) einen steuerbaren Nähfußdruck auszuüben, sowie eine Hubvorrichtung zum Stellen des Nähfußes in eine Arbeitsstel­ lung und in eine sich in Abstand zum Stoff (Nähgut) befindende Ruhestellung um­ faßt, wobei die Hubvorrichtung einen motorisch betriebenen Hubhebel (15) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubhebel (15) mit der Druckstange (12) zusammenwirkt, um den Nähfuß (13) in die genannten Stellungen und in eine dritte Arbeitsstellung, bei der der Nähfußdruck weggenommen wird, zu stellen, wobei zur Steuerung des Nähfußdrucks der Hubhebel (15) mit dem genannten Federmittel (22) mechanisch ver­ bunden ist, und ein Stellungserfassungsmittel (26, 27) vorgesehen ist, das so ausgebildet ist, daß es die Stellungen der Druckstange (12) und des Hubhebels (15) in bezug aufeinander erfaßt und diese dazu verwendet, den Nähfußdruck zu regeln.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stellungserfassungsmittel eine differenzierende Meßvorrichtung (26, 27) umfaßt, die die Stellung des Hubhebels (15) in bezug auf ein mit der Druckstange (12) verbundenes Mittel (24) erfaßt.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Hubhebel (15) so ausgebildet ist, daß er den Nähfuß (13) be­ tätigt, um den Stoff (28) während des Nähens abwechselnd festzuhalten und loszulassen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub­ hebel (15) so ausgebildet ist, daß er den Nähfuß (13) betätigt, um den Stoff zeitweise loszulassen, wenn sich die Nadel am oberen Punkt ihrer Bewe­ gung befindet und sich außerhalb des Stoffs befindet, damit dieser manuell verschoben werden kann.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub­ hebel (15) so ausgebildet ist, daß er den Nähfuß (13) betätigt, um den Stoff zeitweise loszulassen, wenn sich die Nadel am unteren Punkt ihrer Bewe­ gung befindet und im Stoff steckt, damit dieser mittels der Nadel verscho­ ben werden kann.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die differenzierende Meßvorrichtung (26, 27) so ausgebildet ist, daß sie während des Nähvorgangs kontinuierlich die Stoffdicke erfaßt, in­ dem sie die Stellung der Druckstange (12) mit einer Bezugstellung ver­ gleicht, bei der der Nähfuß die Stichplatte (29) berührt und sich dazwi­ schen kein Stoff befindet, wobei die Stellung der Druckstange in bezug auf die Stellung des Hubhebels (15) und die Stellung der Druckstange in bezug auf den Hubhebel bestimmt wird.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Hub­ hebel von einem Schrittmotor (18) betätigt wird, wobei die Stellung der Druckstange durch Vergleichen der tatsächlichen Winkelstellung des ge­ nannten Schrittmotors mit der Winkelstellung in der Bezugsstellung be­ stimmt wird.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, gekennzeichnet durch ein Steuer­ mittel zur Einstellung der Nähfadenspannung in Abhängigkeit von der er­ faßten Stoffdicke.