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Stoffvorschub für Nähmaschinen mit Stoffschieber, Stoffdrücker und
Zugrolle Die Erfindung bezieht sich auf einen Stoff-. vorschub für Nähmaschinen,
bei dem der unter der Stichplatte arbeitende Stoffschieber mit zwei über der Stichplatte
befindlichen ZVerkzeugen zusammenwirkt, und zwar dem üblichen Stoffdrücker und einer
Zug- oder Vorschubrolle, die beide, um mit dem von unten kommenden Stoffschieber
zusammen das Werkstück erfassen zu können, mit Belastungsfedern versehen sein müssen.
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Zweck dieser bekannten Einrichtung ist, einen wirksameren Vorschub
des Werkstückes zu erzielen, indem die schiebende Wirkung des Stoffschiebers unter
der Stichplatte ergänzt wird durch eine ziehende Wirkung der Zugrolle über der Stichplatte.
Derartige zusätzliche Zugvorrichtungen wendet man bekanntlich stets dann an, wenn
schwere Stoffe in mehreren Lagen genäht werden, wodurch einmal die Vorschubwiikung
verstärkt und zum andern ein Zurückbleiben der oberen Stofflagen gegenüber den unteren
verhindert wird.
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Bei einer bekannten Anordnung dieser Art werden der Stoffdrückerfuß
und die Zugrolle von je einer gesonderten federbelasteten Tragstange getragen und
sind nur unter Einschaltung eines Spiels gegenseitig geführt, daß einerseits eine
gegenseitige Verdrehung verhindert und anderseits eine Mitnahme der Zugrolle beim
Abheben des Stoffdrückers mittels einer hierzu geeigneten Hebevorrichtung von dem
Werkstück ermöglicht wird.
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Im Gegensatz hierzu ist beim Erfindungsgegenstand die Anordnung so
getroffen, daß der Stoffdrücker und die dahinterliegende .Zugrolle in einer gemeinsamen,
senkrecht verschiebbaren Tragvorrichtung gelagert sind, auf die federnde Belastungsmittel
so einwirken, daß die Zugrolle mit stärkerem Druck auf das Werkstück niedergedrückt
wird als der Stoffdrücker. Hieraus ergibt sich zunächst ein wesentlicher Vorzug
der neuen Anordnung, weil durch diese Bauweise ermöglicht wird, die zusammenwirkenden
Werkzeuge wesentlich einfacher auszubilden und aus ihnen vor allem ein zusammenhängendes
Ganzes zu gestalten, das leicht ein- und ausgebaut werden kann.
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Weit wichtiger ist aber, daß durch die besondere Bauweise gemäß der
Erfindung eine vollständige gegenseitige Abhängigkeit der beiden Werkzeuge (Stoffdrückerfuß
und Zugrolle) erreicht wird, wie die Betrachtung der Aufgabe ergibt, die durch die
neuartige Ausgestaltung einer an sich bekannten Einrichtung
gelöst
werden sollte. Diese Maschine ist nämlich in erster Linie dazu bestimmt, sehr schwere
Werkstücke zu bearbeiten.
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Es hat sich nun als zweckmäßig erwiesen, die von beiden in Betracht
kommenden Werkzeugen; nämlich dem Stoffdrücker einerseits und der Zugrolle anderseits,
zu leistenden Funktionen in besonderer und neuartiger Weise zu verteilen. Normalerweise
erfüllt der Stoffdrückerfuß eine dreifache Aufgabe, indem er einmal den Stoff gegen
den von unten kommenden Stoffschieber andrückt, ferner beim Nähen von mehreren Stofflagen
den Stoff faltenlos glattlegt und schließlich den Stoff beim Hochgehen der Nadel
von dieser abstreift. Bei sehr schweren Werkstücken hat sich nun herausgestellt,
daß der Stoffdrücker allein nicht ausreicht, uni alle diese Funktionen gleichzeitig,
besonders aber das Andrücken des Werkstückes an den Stoffschieber, zu erfüllen,
weil, wenn eine gewisse Schwere des Werkstückes überschritten wird, der Stoffdrücker
mit so starkem Druck niedergedrückt werden müßte, daß die so entstehende starke
Reibung dem Stoffvorschub wieder hinderlich würde. Man hat deshalb auch bei den
bekannten Einrichtungen dieser Art die Zugrolle zugefügt, die bei den bekannten
Einrichtungen einen gewissen Teil der Vorschubwirkung übernimmt.
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Die Erfindung aber geht in dieser Richtung noch einen Schritt weiter,
indem der Stoffschieber während des normalen Nähvorganges von der Funktion des Andrückens
des Stoffes im wesentlichen befreit und hierzu überwiegend die Zugrolle benutzt
wird, so daß also der Stoffschieber bei normalem Nähvorgang im wesentlichen nur
noch dazu dient, den Stoft glattzulegen und ihn von der hochgehenden Nadel abzustreifen.
Um diese Wirkungsweise bei einer solchen kombinierten Vorschubvorrichtung, bei der
erfindungsgemäß beide oberen Werkzeuge von einer und derselben Stange getragen werden,
zu erreichen, wurde die Anordnung getroffen, daß beide Teile von einem Schwingrahmen
getragen werden, der zwischen dem Anlenkpunkt des Stoffdrückers einerseits und dem
der Zugrolle anderseits an der Tragstange kippbar angehängt ist. Um nun die zur
Lösung der gestellten Aufgabe notwendige, wesentlich stärkere Belastung der Zugrolle
gegenüber dem Stoffdrückerfuß zu erzielen, ist der kippbar aufgehängte Schwingrahmen
nach hinten über die Lagerstelle der Zugrolle hinaus verlängert, und an diesen Hebelarm
greift eine zusätzliche Feder an, die dieses Schwanzende niederzudrücken strebt.
Hierdurch wird erreicht, daß unabhängig von der Höhe des Druckes der Hauptbelastungsfeder
auf die Tragstange die Zugrolle eine wesentlich stärkere Federbelastung erhält als
der Stoffdrückerfuß, indem die Zusatzfeder beim normalen Nähvorgang den Druck der
Hauptbelastungsfeder auf die Zugrolle verstärkt und im gleichen Maße den auf den
Stoffdrückerfuß vermindert. Es ist somit erreicht, daß eine zweckmäßige Verteilung
der Belastung auf die beiden mitwirkenden Werkzeuge erzielt wird, wobei dieses Belastungsverhältnis
unberührt bleibt von den Änderungen der Belastung an sich, die durch Anstellen der
Hauptfeder erzielt werden.
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Es hat sich nun erwiesen, daß bei dem Benähen sehr schwerer Werkstücke
erhebliche Schwierigkeiten bei dem Durchtreten von Quernähten unter der Nähstelle
sich ergeben. Hierbei hebt die Quernaht zuerst den Stoffdrücker und dann die Zugrolle
von dem Werkstück ab, wodurch das jeweils angehobene Werkzeug vorübergehend gehindert
wird, seine Tätigkeit im Sinne des Stoffvorschubs auszuüben. Hierbei wirkt sich
die neue Anordnung ausgleichend aus, indem durch Hebelwirkung das angehobene Werkzeug
von Federdruck entlastet und gleichzeitig die Federbelastung auf das andere Werkzeug
entsprechend verstärkt wird.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
dargestellt; es zeigen Fig. i die neue Maschine, teilweise geschnitten in Endansicht,
Fig.2 die Stichbildestelle und den darüber befindlichen Maschinenkopf von vorn,
Fig.3 in größerem Maßstab den Schaltantrieb für die Zugrolle von oben, Fig. 4 den
Stoffdrücker und die unmittelbar mit ihm zusammenwirkenden Teile von vorn, Fig.
5 einen Schnitt nach 5'-5' der Fig. 4, Fig.6 den gemeinsamen Schwingrahmen für die
Zugrolle und den Stoffdrücker von oben, Fig. 7 in schematischer Darstellung die
Trag- und Belastungsvorrichtung für die über der Stichplatte am Stoffvorschub beteiligten
Werkzeuge, Fig.8, 9 und io den Durchgang einer Quernaht unter diesen Teilen.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine der
bekannten Maschinen mit frei tragendem Stofftragearm, bei dem das Werkstück beim
Nähen über das freie Ende des Stofftragearms abgeschoben wird. Die Maschine umfaßt
einen Ständer i mit einem überhängenden Gehäuseabschnitt 2, der sich in einem oberen
Gehäusearm 3 fortsetzt. An einem Ende läuft dieser obere Gehäusearm in einen seitlich
vorspringenden Gehäuseteil 4 aus, der den Maschinenkopf trägt. In diesen Maschinenkopf
ist senkrecht schwingbar eine Nadelstange 6 angeordnet, die vorzugsweise drei Nadeln
trägt, von denen zwei bei 7 und 8 in Fig. 2 der Zeichnung sichtbar sind. Ferner
ist an diesem oberen Gehäusearm 3 frei tragend ein Stofftragearm 9
befestigt,
in dem die zusätzlichen, in üblicher Weise -ausgebildeten Stichbildewerkzeuge untergebracht
sind. Ferner ist in diesem Stofftragearm eine Vorschubvorrichtung angeordnet, deren
Hauptteil in einem Stoffschieber io besteht, der in üblicher Weise angetrieben wird,
um die Unterfläche des Stoffes zu erfassen und ihn in einer solchen Richtung vorzuschieben,
daß das benähte Stoffstück von dem freien Ende des Stofftragearms abgeschoben wird.
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Die Erfindung befaßt sich im wesentlichen mit den Teilen des Stoffvorschubes,
die über der am Ende des Stofftragearms befindlichen Stichplatte i i eingebaut sind;
- auf sie wird das Werkstück von einem Stoffdrücker 12 und einer Zugrolle 13 niedergedrückt.
Beide Werkzeuge sind in einem gemeinsamen Schwingrahmen 14 gelagert, der bei r5
an einem an einer Druckstange 17 befestigten Schaftteil 16 angelenkt ist. Diese
Druckstange 17 ist in dem Maschinenkopf senkrecht verschiebbar gelagert und wird
mittels der schematisch in Fig. 7 gezeigten Blattfeder 18 abwärts gedrückt.
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Ein Teil des Schwingrahmens 17 verläuft vor seiner Anlenkachse 15
und verzweigt sich dort zu zwei bügelförmig verlaufenden Schenkeln i9, i9. Zwischen
diese Schenkel ist der Stoffdrücker 12 eingesetzt; er ist an den äußeren Enden dieser
Schenkel mittels Drehzapfen 2o, 2o befestigt. Der Stoffdrücker weist bei dem gezeigten
Ausführungsbeispiel drei Nadelöffnungen 21, 22 und 23 und auch den üblichen aufwärts
gebogenen Zehenteil auf. Die Drehzapfen 2o, 2o liegen auf einer Achse, die die im
wesentlichen in der Mitte der Stichbildevorrichtung liegende mittlere Nadelöffnung
durchquert. Wenn der Stoffdrücker infolge des Durchgangs einer Quernaht kippt, bleibt
der in der Gegend der Nadeldurchtrittsöffnungen befindliche Teil des Stoffdrückers
in Eingriff mit dem Werkstück.
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Ein zweiter Teil des Schwingrahmens verlauft hinter der Drehachse
15 in Form eines Bügels 2¢. Die Zugrolle 13 ist zwischen die beiden Bügelschenkel
eingesetzt und wird dort von einer in Lagerstellen des Schwingrahmens 1q. gelagerten
Welle 25 getragen. Über dein Schwanzende dieses bügelförmigen Teils 24 befindet
sich ein hülsenförmiges Druckstück 26, dessen unteres Ende abgerundet ist und in
eine Ausnehmung 27 am Ende des Schwingrahmens eingreift. In das hülsenförmige Druckstück
ist eine Stange eingesetzt, um die eine Druckfeder 28 gewunden ist. Diese Druckfeder
stützt sich gegen ein Widerlager des oberen, mit Gewinde versehenen Teils 29 der
in dem Druckstück 26 verschiebbaren Stange ab. Dieser obere Gewindeteil ist in einen
Arm 30 eingeschraubt, der, an einem Ring auf der Druckstange 17 befestigt,
sich aufwärts zwischen zwei Führungsschienen 31 und 32 des Maschinenkopfes erstreckt.
Der Arm 30 verhindert die Druckstange 17 an einer Drehung um ihre eigene
Achse und dient auch als Träger des einstellbaren Widerlägers für die Feder 28.
Die Feder drückt das Druckstück abwärts auf den Schwingrahmen an einer Stelle, die
verhältnismäßig weit hinter der Lagerstelle der Zugrolle und der Schwingachse des
Schwingrahmens gelegen ist. Diese Feder übt demgemäß einen Druck auf den Schwingrahmen
aus, der sich für die Zugrolle zu dem von der Blattfeder auf die Druckstange ausgeübten
Druck zuzählt, während er ihn für den Stoffdrücker entsprechend vermindert.
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Die Spannung der Feder 28 ist geringer als die auf der Druckstange
lastende Spannung der Blattfeder; so daß die Gesamtbelastung den Stoffdrücker mit
einem verhältnismäßig leichten Druck gegen das Werkstück drückt, während die Zugrolle
mit einem stärkeren Zug niedergedrückt wird.
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Auf der die Zugrolle tragenden Welle 25 ist ein Gestell 33 aufgesetzt,
- dessen im Abstand abwärts verlaufende Stützarme die Welle außerhalb der Schenkel
des Bügels 24 (Fig. i) umfassen. Dieses Gestell besitzt einen seitlich vorspringenden
Arm 3q., der eine Buchse 35 trägt, in der eine senkrechte Welle 36 gelagert ist.
Auf dem unteren Ende der Welle befindet sich ein Kegelrad 37, das mit einem Kegelrad
38 auf dem Ende der Welle 25 der Zugrolle 13 im Eingriff steht. Das Gestell 33 ist
mit einem nach rückwärts vorstehenden Vorsprung 39 ausgerüstet, der sich zwischen
die unteren Enden der Führungsschienen 31 und 32 erstreckt. Diese Einrichtung dient
dazu, dem Schwingrahmen Halt zu geben und um eine Drehbewegung der Druckstange zu
verhindern, wobei jedoch eine freie Schwingbarkeit des Schwingrahmens um seine Drehachse
15 nicht verhindert wird, wenn die Zugrolle und der Stoffdrücker im Eingriff mit
dem Werkstück sind. An den Führungsschienen 31 und 32 ist ein Drahtbügel (Fig. 2)
befestigt, der unter den Vorsprung 39 greift und hierdurch seine Abwärtsbewegung
-begrenzt, wenn die Zugrolle und der Stoffdrücker von dem Stoffträger abgehoben
werden, um Werkstücke einzusetzen oder herauszunehmen.
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Die Welle 36 ist in zwei Abschnitte unterteilt. Der obere Abschnitt
36a erstreckt sich in den muffenförmig ausgebildeten unteren Abschnitt
36b (Fig. i). Diese Muffe 36b besitzt einen Führungsschlitz 44 während der
Wellenabschnitt 36a einen Mitnehmer 42 (Fig. 2) aufweist, der in diesen Schlitz
eingreift und frei darin auf und ab gleiten kann. Hierdurch
wird
eine Verbindung zwischeh den Wellenabschnitten hergestellt, durch die der obere
Abschnitt dem unteren Abschnitt Drehbewegung übermitteln kann, während gleichzeitig
der untere Abschnitt relativ zu dem oberen frei auf- und abwärts gleiten kann. Der
untere Wellenabschnitt ist in dem Schwingrahmen drehbar gelagert, und der Schwingrahmen
ist seinerseits gelenkig an der Druckstange aufgehängt. Die Druckstange muß notwendigerweise
auf und ab bewegt werden, und diese Unterteilung der senkrechten Welle in Abschnitte
ermöglicht eine freie Bewegung der Druckstange in senkrechter Richtung, während
gleichzeitig die Vorschubbewegungen der Zugrolle von dieser senkrechten Welle aus
übermittelt werden. An das obere Ende des Wellenabschnittes 360 schließt
sich ein biegsamer Wellenabschnitt 43 an. Das obere Ende dieses biegsamen Wellenabschnittes
ist an einer Welle 44 befestigt, die in einen Träger 45 des Maschinenkopfes
gelagert ist. Auf das obere Ende dieser Welle 44 ist ein Schaltgesperre von üblicher
Anordnung aufgesetzt. Dieses Gesperre besitzt einen Schalthebel 46, der um die Achse
der Welle schwingt, wobei er mittels Klemmrollen mit der Welle gekuppelt wird, wenn
er in der einen Richtung fortbewegt wird, wogegen er die Welle freigibt, wenn er
in der entgegengesetzten Richtung schwingt. An dem Träger 45 ist ferner eine Bremsvorrichtung
angebracht, die eine Rückwärtsbewegung der Welle 44 verhindert. Der Schalthebel
46 wird mittels eines Lenkern 47 (Fig. 3) geschwungen, der einen Kugelzapfen 48
des Schalthebels 46 und einen Kugelzapfen 49 eines Hebels 5o verbindet. Der Kugelzapfen
49 greift einstellbar in einen Schlitz 51 des Hebels 5o (Fig. r) ein. Dieser Hebel
50 ist bei 52 angelenkt und trägt an seinem unteren Ende einen Kugelzapfen
53, an dem eine Exzenterstange 54 angreift. Diese Exzenterstange erhält ihre Bewegungen
von einem Exzenter 55 auf der Welle 56. Wenn sich also die Welle-56 dreht, übermittelt
sie dem Schaltgesperre aussetzende zwangsläufige Schaltbewegungen, die dieses an
die Zugrolle weitergibt. Der biegsame Wellenabschnitt 43 ermöglicht dem Schwingrahmen,
um seine Drehachse 15 zu schwingen, ohne daß ein Klemmen der mitwirkenden
Teile zu befürchten wäre, während die unterteilte Welle 36 dem Schwingrahmen ermöglicht,
den Auf-und Abwärtsbewegungen des Stoffdrückers zu folgen. Durch diese Anordnung
wird die Zugrolle zwangsläufig angetrieben und ist dabei jederzeit frei für Aufundabbewegungen
mit den veränderlichen Stoffdicken des zu nähenden Werkzeuges, wobei sein fester
Eingriff mit dem Werkstück aufrechterhalten wird und auch ein Anheben von dem Werkstück
erforderlichenfalls ermöglicht wird, ohne daß der Antrieb der Zugrolle gestört wird.
Diese Zugrolle besitzt in üblicher Weise eine gezahnte oder geriffelte Umfläche
zum Eingriff mit dem Werkstück.
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Ein Deckblech 57 ist an dem Maschinenkopf befestigt und überdeckt
den größeren Teil der senkrechten Welle.
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In den schematischen Zeichnungen 7 bis zo ist die Wirkungsweise der
beiden Vorschubwerkzeuge über der Stofftrageplatte klargelegt. Die Druckstange
17 wird in abwärts gehender Richtung ständig von der Blattfeder z8 niedergehalten.
Hierdurch werden sowohl die Zugrolle 13 wie auch der Stoffdrücker 12 auf das Werkstück
niedergedrückt. Der Schwingrahmen 14 wird außerdem an seinem hinteren Ende von der
Zusatzfeder 28 belastet, die sich mit der Druckstange 17 als Ganzes auf- und abwärts
bewegt, da sie mit ihrem oberen Ende gegen den Arm 3o als Widerlager anliegt. Der
Druck der Feder 28 auf das hintere Ende des Schwingrahmens 14 ist, wie aus Fig.7
ersichtlich, bestrebt, die Zugrolle 13 abwärts, den Stoffdrücker 12 dagegen aufwärts
zu bewegen. Die resultierende Wirkung besteht darin, daß der Druck der Feder 28
sich zu dem Druck der Blattfeder 18 zuzählt, um einen erheblichen Druck der Zugrolle
auf das Werkstück zu bewirken, während dieser Druck der Zusatzfeder 28 den Druck
der Blattfeder 18 entsprechend in seiner Wirkung auf den Stoffdrücker 12 vermindert,
so daß der Stoffdrücker 12 mit einem leichteren Druck niedergehalten wird als die,
Zugrolle. Der Stoffschieber wirkt mit beiden Werkzeugen 12 und 13 zusammen; der
Stoffdrücker 12 dient aber hauptsächlich dazu, das Werkstück leicht gegen die Stofftrageplatte
zu drücken und den Stoff von den aufwärts gehenden Nadeln abzustreifen. Er schiebt
während des Nähvorgangs das Werkstück den Nadeln und der Zugrolle 13 zu, worauf
diese das Werkstück erfaßt und unter der Stichbildestelle hindurchzieht und schließlich
von dem Stofftragearm abschiebt. Wenn eine Ouernaht sich der Stichbildestelle nähert,
geht sie zunächst unter dem aufwärts gebogenen Zehenteil des Stoffdrückers hindurch
und kippt ihn, wie in Fig.8 gezeigt. Der Schwingrahmen 14 schwingt dabei um die
Welle 25 als Drehachse und nimmt die Druckstange entgegen dem auf ihr lastenden
Federdruck nach aufwärts mit, so daß der Stoffdrücker nur leicht auf den Stoff niedergedrückt
wird, während er auf die Quernaht aufläuft.
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Während dieser Zeit hat die Zugrolle das Werkstück fest erfaßt und
zieht es in Rich-= tung des Stoffvorschubs weiter. - Dies bedeutet, daß das Auflaufen
des Stoffdrückers
auf die Quernaht in keiner Weise den Druck der
Zugrolle auf das Stoffstück beeinflussen kann. Wenn die Quernaht sich der Zugrolle
nähert und unter diese gelangt, verläßt sie der Stoffdrücker, wobei er um seine
Drehachse rückwärts kippt und den Stoffabschnitt hinter der Quernaht erfaßt. Hierdurch
wird das Werkstück in geeigneter Weise auf den Stoffträger niedergedrückt gehalten,
wobei er von den aufwärts gehenden Nadeln sicher abgestreift und ein Aufwölben oder
eine Wellenbildung in dem Stoff vermieden wird. Die Zugrolle gibt das Werkstück
nicht frei, wenn sie auf die Quernaht aufläuft, wie in Fig. io gezeigt. Der Stoffdrücker
ist nun von der Quernaht abgeglitten und hält das Stoffstück hinter der Quernaht
nieder. Die Zugrolle läuft dann ebenfalls von der Quernaht ab und auf die Stoffbahn
auf. Während des gesamten Durchgangs der Quernaht unter dem Stoffdrücker und der
Zugrolle bleibt die Zugrolle in sicherem Eingriff mit dem Werkstück vor der Quernaht,
auf der Quernaht und hinter ihr, wobei sie dauernd mit dem Stoffschieber zum Vorschub
des Werkstücks% zusammenwirkt. Desgleichen befindet sich der Stoffdrücker bei Durchtritt
der Quernaht in Eingriff mit dem Stoffstück, während er sich der Quernaht nähert,
während er über sie hinweggleitet und nach dem Abgleiten von ihr auch dann, wenn
bereits die Zugrolle auf die Quernaht aufgelaufen ist. Hierdurch wird das Werkstück
sicher auf den Stoffträger niedergehalten und beim Stichbildevorgang von den Nadeln
abgestreift.