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_Durchnähmaschine mit durch die Stoffdicke und die Stichlänge gesteuerter
Nadeldurchzugshöhe Die vorliegende Erfindung betrifft eine Durchnähmaschine, bei
der eine gerade Nadel, eine Beinadel, ein Stoffdrücker, ein Werkstoffschieber und
ein Horn mit einer Fadeneinlegevorrichtung Anwendung finden.
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Die bisherigen Nähmaschinen sind mit einem Stoffdrücker ausgerüstet,
der den Nadelhub der jeweiligen. Werkstoffstärke anpaßt. Es wird also die Durchzugshöhe
der Nadel lediglich von der Werkstoffdicke beeinflußt, wobei je nach der Größe der
Werkstoffdicke das gleichmäßige Stichsetzen durch eine von Hand regulierte, in dem
Werkstückträger oder im Maschinengestell liegende Fadenbremse geregelt wird.
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Es ist bekannt, bei Durchnähmaschinen die Regelung bzw. die Verstellglieder
der Stichlänge mit der Vorrichtung zur Veränderung des Nadelhubes zu kuppeln. Gemäß
der Erfindung wird nun der Einfluß der Stichlänge und der Durchzugshöhe auf die
Fadenbremsung selbsttätig geregelt. Dies erfolgt dadurch, daß mit den untereinander
verbundedenen Verstellgliedern für die Stichlänge und die Durchzugshöhe weitere
Verstellglieder in Verbindung stehen, welche auf die Fadenbremse einwirken und diese
in Abhängigkeit von der Stoffstärke und der Stichlänge selbsttätig einstellen. Die
von der Werkstoffstärke und der Stichlänge abhängige Nadeldurchzugshöhe kann nun
unter gewissen Umständen praktisch nicht durchgeführt werden. So ist es z. B. bei
ganz,dünnen Werkstoffen und kleineren Stichlängen notwendig, die Nadel höher durchzuziehen,
als es zum eigentlichen Festziehen des Stiches ohne Rutschen des Fadens im Nadelhaken
zweckmäßig wäre. Bei diesem höheren Durchziehen ist nun eine starke Fadenbremsung
notwendig, da die vorangegangene Schlinge und mit ihr der Stich nur bei festgeklemmtem
Vorratsfaden, also durch Gleiten des Fadens im Nadelhaken fest angezogen werden
kann. Nun ergibt die theoretische Betrachtung, daß der Übergangspunkt von einer
schwachen Fadenbremsung zu einer starken Fadenbremsung eindeutig festliegt und von
der Werkstoffdicke sowie der Stichlänge abhängig ist. Es ist also möglich, die Stoffdrückerstange,
deren Aufwärtsbewegung durch vorliegende Erfindung sowohl von dem Vorschub wie von
der Werkstoffstärke abhängig ist, zur Steuerung der Fadenbremse heranzuziehen. Die
Fadenbremse wird nämlich so ausgebildet, daß sie im engeren Bereiche einer bestimmten
Summengröße von Vorschub und Werkstoffstärke ihre Bremswirkung ändert, und zwar
so, daß
der Verringerung dieser Summengröße eine starke, die gesamte
Spannkraft des Fadens ausnützende Bremsung durch die Stoffdrückerstange in Tätigkeit
gesetzt wird, während im entgegengesetzten Falle eine geringere Bremsung sich einstellt.
Es handelt sich also im vorliegenden Falle nicht um eine allmähliche Erhöhung der
Fadenbremsung innerhalb eines großen Bereiches, sondern um einen ziemlich plötzlichen
Übergang der Fadenbremsung in dem Bereich, Zwo die Durchzugshöhe der Nadel praktisch
größer sein muß, als sie theoretisch bedingt ist. Dies wird dadurch erreicht, daß
die Stoffdrückerstange bis zu einem bestimmten Punkt über einen Hebel die Fadenbremse
anzieht und bei der fraglichen Summengröße von Werkstoffstärke und Vorschub die
erhöhte Bremsung freigibt.
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Die Einwirkung der Stoff drückerstange auf die Größe der Nadeldurchzugshöhe
erfolgt nun derart, daß eine von der Hauptwelle vermittels einer Kurbel und einer
Koppel angetriebene Kulissenschwinge vermittels eines Kulissensteines mit einer
zweiten, gegenläufig sich drehenden Kulissenschwinge zusammenarbeitet, welch letztere
vermittels eines Koppelgliedes die Nadelstange auf- und abwärts bewegt. Hierbei
sind die beiden Kulissen derart angeordnet, daß sie in der untersten Nadelstellung,
d. h. beim Fadeneinlegen, sich vollkommen decken, so daß eine Einwirkung der Stoffdrückerstange
durch Verschiebung des Kulissensteines in dieser Stellung ohne Einwirkung auf die
Nadelbewegung bleibt. Der Drehpunkt der getriebenen Kulissenschwinge, die ihrerseits
die Nadel bewegt, ist nun verstellbar angeordnet, und zwar so, daß die Entfernung
ihres festen Drehpunktes zu einer bestimmten Stellung des Kulissensteines nach Belieben
geändert werden kann. Diese Anordnung erweitert den Erfindungsgedanken dahingehend,
daß die Nadeldurchzugshöhe in ihrer Größe beeinflußt werden kann, und zwar derart,
daß bei minderwertigem oder weichen Werkstoff die Nadeldurchzugshöhe zwecks festeren
Stichanziehens verringert bzw. im umgekehrten Falle vergrößert werden kann.
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Eine weitere 1\Teuerung an vorliegender Maschine ist durch die neue
Art und Anordnung des Vorschubgetriebes geschaffen. Der Vorschub erfolgt vermittels
eines in bekannter Weise an der Drückerfußv orderfläche sich anlegenden Stoffschiebers,
der an der Koppel eines Parallelschubkurhelgetriebes drehbar gelagert ist, wobei
dieses Schubkurbelgetriebe seinerseits im Träger des Drü ckerfußes verankert ist.
Durch diese Anordnung wird es möglich, das Werkstück so zu verschieben, daß die
Einstichstelle des Stoffschiebers bei Beendigung des Vorschubes genau in der Achsrichtung
der Nadel liegt.
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Schließlich ist es schon bekannt, Durchnähmaschinen so auszubilden,
daß sie geräuschlos arbeiten und mit einem höheren Geschwindigkeitsgrad betrieben
werden können. Diese Maschinen haben jedoch immer noch den Nachteil, däß der Antrieb
verschiedener Werkzeuge durch Kurvenscheiben auf der Hauptwelle erfolgt, wobei diese
Kurven zur Veränderung der Werkzeugbewegung herangezogen werden.
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Bei folgender Durchnähmaschine werden erfindungsgemäß sämtliche Werkzeuge
von einer einzigen Kurbel aus angetrieben. Der Vorschub des Werkstoffes und das
Abheben der Stoffdrückerstange wird insbesondere durch eine Gelenkkette vorgenommen,
die durch zweckentsprechende Anordnung und Größe der Koppelglieder einen langen
Stillstand der Werkzeuge während der Zeit des Nadeldurchstiches und Rückzuges gestattet.
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Die nähere Beschreibung der getrieblichen Zusammenhänge erfolgt an
Hand folgender Abbildungen.
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Fig. z ist eine Vorderansicht des Maschinenkopfes und des Werkstückträgers
mit der Fadenbremse; Fig.2 ist ein Schnitt durch das Klemmgesperre zum Abheben der
Stoff dr ückerstange; Fig. 3 ist ein Schema eines Teiles des Vorschubgetriebes zur
Veranschaulichung der Stillstandsbewegung Fig. 3a veranschaulicht die Verstellung
des Vorschubes, Fig. 4. eine Abart des Vorschubantriebes. Auf der im Maschinengestell
z drehbaren Hauptwelle 2 ist die Kurbel 3 befestigt. Von dem Kurbelzapfen 4 der
Kurbel 3 aus erfolgt die Bewegurig der Nadelstange 9, des Vorschubes und das Abheben
der Stoffdrückerstange 12. Der Antrieb der Nadel erfolgt über die Koppel 5, über
die um den im Maschinengestell befestigten Bolzen 2r drehbare Antriebskulissenschwinge
6 -und die um den Bolzen i9 drehbare Abtriebskulissenschwinge 7 vermittels der Nadelkoppel
8 und der Nadelstange 9. Die beiden gegenläufigen Kulissenschwingen 6 und 7 sind
durch den z-%veiteiligen Kulissenstein io getrieblich miteinander verbunden. Der
Kulissenstein io seinerseits wird durch die Lenkerkoppel i i von dem im Maschinengestell
vermittels Bolzen 16 gelagerten Winkelhebel 15 gesteuert. Die Stellung des Winkelhebels
15 ist hierbei abhängig von der Stellung der Stoffdrückerstange 12, die durch
den Kulissenstein 13 in der Kulisse 14 des Winkelhebels 15 diesem die entsprechende
Steuerlage gibt. Beim Hochgehen der Steuerstange verschiebt sich
der
Kulissenstein fo nach links. Hierbei wird sein Weg unter der Wirkung der Antriebskulissenschwinge
6 größer, wodurch die Kulissenantriebsschwinge 7 einen größeren Winkelausschlag
ausführt und über die Koppel 8 der Nadelstange 9 einen größeren Hub Übermittelt.
Der Drehpunkt i 9 der Kulissenschwinge 7 ist nun an einem im Maschinengestell drehbar
gelagerten Winkelhebel 17 verschiebbar angeordnet. Dieser Winkelhebel wird durch
das Sperrsegment 18 und den Sperrhebel 18' in seiner Lage festgehalten. Durch Verstellung
des Winkelhebels 17 ist es möglich, den Drehpunkt 19 der Bahn des Kulissensteines
fo zu nähern oder zu entfernen, wodurch der Winkelausschlag der Kulissenschwinge
7 und mit ihr die Hubhöhe der Nadel bei bestimmter Einstellung des Kulissensteines
willkürlich vergrößert oder verkleinert werden kann. Der Zweck dieser Einstellung
ist der, bei einer durch die Werkstoffdicke und den Vorschub automatisch eingestellten
Nadeldurchzugshöhe diese Nadeldurchzugshöhe in gewissen Grenzen zu vergrößern oder
zu verkleinern, je nachdem der zu verarbeitende Werkstoff härter oder weicher ist.
Bei härterem Werkstoff ist der Sperrhebel 17 nach oben zu bewegen, wodurch die Nadel
den Faden höher durchzieht, während bei weichem Werkstoff durch Herunterbewegen
des Sperrhebels 17 eine geringere Dur chzugshöhe "zum Festziehen der Stiche bei
weichem Werkstoff erreicht wird.
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Die Betätigung der Vorrichtung zum Vorschieben des Werkstückes und
zum Anheben der Stoffdrückerstange erfolgt gleichfalls von der Kurbel 4, im vorliegenden
Falle über eine gemeinsame Getriebekette. Diese Kette besteht aus der an der Kurbel
4 befestigten Koppel 2o, die an der vermittels des im Maschinengestell befestigten
Bolzens 21 drehbar gelagerten Schwinge 22 durch Bolzen. 23 beweglich befestigt ist.
Der in der Koppel 2o befestigte Bolzen 24 treibt über die Koppel 25 den im Maschinengestell
i bei 26 drehbar gelagerten Doppelhebel z7 über den Bolzen 28 an. Der Doppelhebel
27 ist seinerseits mit dem auf einer im Maschinengestell drehbar gelagerten Welle
29 befestigten Doppelhebel 3o durch die Koppel 31 vermittels der Bolzen 32 und 33
gelenkig verbunden. Durch dieses Getriebe 2o bis 33; dessen Schema in Abb. 3 besonders
herausgezeichnet ist, wird eine lange Stillstandsbewegung erreicht, die es ermöglicht,
das Abheben der Stoffdrückerstange und den kurz darauf beginnenden Vorschub zu bewirken,.
nachdem die Nadel ihre höchste Stellung erreicht hat. Der Bolzen 24 (Abb. r) der
Koppel 2o durchläuft nämlich bei Linksdrehung der Kurbel 4 eine Koppelkurve lt im
rechtsdrehenden Sinne. Hierbei ist die Koppel 2o mit der Kurbel 3 kurz vor ihrer
Strecklage, während die Koppel 5 mit der Koppel 3 bereits in Strecklage steht. Die
Strecklage der Kurbel 3 und Koppel 5 bedeutet, daß die Nadelstange ihre Höchstlage
erreicht hat. Dieser Stellung entsprechende Lage des Zapfens 24 ist in Fig. 3 mit
o° bzw. 36o° bezeichnet und kennzeichnet also auf der Koppelkurve K den Punkt, in
dem die Nadel ihre höchste Stellung erreicht hat. Die übrigen Gradzahlen geben die
zugehörigen Winkel der Kurbel 3 auf der Koppelkurve K an.
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Aus Fig. 3 ist zu erkennen, daß zwischen den Gradzahlen 135 und 315
die Koppelkurve durch einen Kreis k um den Mittelpunkt 11I mit dem Radius R ersetzt
werden kann. Die Länge der Koppel 25 ,ist nun gleich der Länge des Rradius R, und
der Zapfen 28 des Hebels 27 fällt beim Durchlaufen der Koppelkurve zwischen r35°
und 3i5° mit dem Mittelpunkt 111 des Ersatzkreises K zusammen. Hierdurch ist ein
unbedingter Stillstand des an den Hebel 27 angeschlossenen Getriebes während des
betreffenden Kurbeldrehwinkels sichergestellt.
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Um nun einen weiteren ungefähren Stillstand des Doppelhebels
30 zu erhalten, ist die die beiden Hebel 30 und 27 verbindende Koppel
31 so angeordnet, daß sie während der Kurbeldrehivinkel von 9o° bis r35° und von
3I5° bis 36o° bzw. o° durch eine Strecklage mit dem Abtriebarm 27' des Doppelhebels
27 geht. Hierdurch wird die Bewegung des Doppelhebels 30 zwischen 9o° und
36o° auf einen ganz geringen Wert herabgesetzt, während der eigentliche Hebelausschlag
des Hebels 30 zwischen o und go°_mit dem Maximum bei etwa. 45° erfolgt.
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Es ist selbstverständlich möglich, die Koppel 5 und Koppel 2o so anzuordnen,
daß beide gleichzeitig durch die Strecklage mit der Kurbel gehen oder eine von der
beschriebenen Anordnung verschiedene Phasenverschiebung der Strecklage aufweisen.
Die beschriebene Kette ist hier lediglich beispielsweise näher beschrieben worden.
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Der Antrieb des Stoffschiebers erfolgt nun mittels des am Hebel 3o
befestigten Zapfens 34 über die Vorschubkoppel 35, die an dem Drehzapfen 36 des
Stoffschiebers 37 angreift. Das Abheben der Stoffdrückerstange dagegen erfolgt durch
die von dem Hebel 3o betätigte Welle 29 vermittels des Hebels 38 über die Koppelstange
39, die das am Winkelhebel 40 befestigte bekannte Klemmgesperre 41 nach oben bewegt,
wodurch die Stoffdrückerstange 12 vom Werkstück abgehoben wird.
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Die Lagerung des Werkstoffschiebers an den Stoffdrücker und dessen
Lagerung in der Stoffdrückerstange kann nun je nach dein
gewünschten
Zweck verschieden vorgenommen werden.
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In Fig.i ist der Stoffdrücker so an der Stoffdrückerstange befestigt,
daß bei Veränderung eines Vorschubes durch einen Einstellhebel die den Vorschub
steuernde Kante der Stoffdrückernase 42 sich bei Vergrößerung des Vorschubes von
der Nadel seitlich entfernt und gleichzeitig die Stoffdrückerstange 12 nach oben
bewegt. Dies wird durch folgende Anordnung erreicht: An der Stoffdrückerstange ist
um die beiden Bolzen 44 und 45 ein Parallelschubkurbelgetriebe angeordnet, bestehend
aus der Doppelkurbel 46, der Dreifachkurbel 47, der Koppelstange 48 und dem als
Koppel ausgebildeten Drückerfußträger 49, an dem vermittels Schraube 5o der Drückerfuß
43 verschiebbar angeordnet ist. An dem Kurbelzapfen 51 der Dreifachkurbel 47 greift
die Einstellstange 52 an, die von den im Maschinengestell durch Bolzen 54 drehbar
gelagerten Einstellhebel 53 vermittels Sperrsegment 55 und Sperrhebel 56 eingestellt
wird. Bewegt man nun den Einstellhebel 53 durch Lösung der Sperrung 55, 56 nach
oben, so werden die Kurbeln 46 und 47 um die Zapfen 45 und 44 gedreht, wobei der
Drückerfußträger 49 sich nach rechts verschiebt und bei festgehaltener. Stoffdrückerstange
12 gleichzeitig nach unten gemäß der Kurve 57 bewegen würde. Da ihn aber der auf
dem Horn H aufliegende Stoff St an dieser Abwärtsbewegung hindert, wird bei Vergrößerung
des Vorschubes gleichzeitig die Stoffdrückerstange nach aufwärts bewegt, wodurch
sie über den Winkelhebel 15 den Nadelhub vergrößert bzw. im umgekehrten Falle verkleinert.
Die Einstellstange 52 ist nun deshalb so lang gewählt, damit bei dünnem und dickem
Werkstoff der eingestellte Vorschub durch die Stangenlänge nicht beeinflußt wird.
Der eigentliche Stoffschieber ist nun durch ein zweites Parallelschubkurbelgetriebe
an dem Drückerfußträger 49 bzw. an den Gelenkpunkten 58 und 59 befestigt. Um diese
Gelenkpunkte bewegen sich die Doppelkurbeln 6o und 61, die vermittels der Koppelstange
62 mit dem als Koppel ausgebildeten Stoffschieberträger 63 verbunden sind. An dem
Stoffschieberträger 63 ist der um den Bolzen 36 drehbar befestigte Stoffschieber
37 so gelagert, daß er durch eine Feder 64 stets gegen die Nase 65 des Stoftschieberträgers
63 bzw. gegen die Brustfläche 42 des Drückerfußes 43 gezogen wird. In der gezeichneten
Lage erfolgt gerade die Betätigung des Vorschubes. Das Werkstück wird so vorgeschoben,
daß das Einstichloch des Stoffschiebers stets in Richtung der Nadelachse liegt.
Dies ist möglich, da die Vorschubkoppel 35 durch den stets gleichen Ausschlag des
Zapfens 34 ein genaues Vorschieben bis zu einem bestimmten Punkt ermöglicht. Aus
Fig. 3a ersieht man, daß beim Verstellen des Handhebels 53 in die punktierte Lage
der Drückerfußträger 49 und Drückerfuß 4.3 sich nach rechts verschieben. Da die
rechte Endlage des Stoffschiebers 37, 66 zufolge der Feder 64 durch die Kante der
Brustfläche 42 des Stoffdrückers 43 bestimmt ist, die unveränderliche linke Endlage
vorn Anschlagen des Stoff schieberträgers 63 gegen den Stoffschieber 37 abhängt,
so wird der Werkstückvorschub durch das Verstellen des Drückerfußes 43 nach rechts
von S auf S' vergrößert. Das Verstellen geschieht durch die Koppelstange 52, die
verhältnismäßig sehr lang gewählt ist, damit beim Anheben der Stoffdrückerstange
12 die relative Lage des Steuerpunktes 51 sich nur wenig ändert. Die Gradführung
dieses Punktes ist also durch eine Führung auf einem Kreisbogen mit großem Radius
ersetzt.
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In Abb.4 ist eine andere Ausführungsmöglichkeit der Vorschubeinstellung
dargestellt, die den Zweck verfolgt, den Stoffschieber hauptsächlich in senkrechter
Richtung zu bewegen und das Stichloch des Stoffschiebers bei verschiedener V orschubgröße
über die Nadelachse hinauszuschieben. Der Vorteil dieser Anordnung liegt darin,
daß durch das Einstechers des Stoffschiebers kein Kippmoment um die Hornspitze eintritt.
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Die allgemeine Anordnung entspricht der nach Abb. i mit den folgenden
Unterschieden. An Stelle der Dreifachkurbel .4; ist eine Doppelkurbel 47' getreten,
an Stelle der Doppelkurbel 46 eine Einfachkurbel 46'. Des weiteren ist der Drückerfußträger
49 so angelenkt, daß bei Bewegung des Einstellhebels 53 die Stoffdrückernase 42
sich nach einer in der Hauptsache senkrecht verlaufenden Kurve 57' bewegt. Ein weiterer
Unterschied ist der, daß der Triebbolzen 34 in einer Kulisse 30' des Hebels 3o beweglich
angeordnet ist, wodurch bei Verstellung des Vorschubes durch den Hebel 53 nicht
nur der Stoffschieberträger und Stoffschieber nach unten bewegt, sondern auch durch
die an der Vorschubkoppel 35 und dem Steuerhebel 53 drehbar gelagerte Steuerkoppel
67 die erforderliche Veränderung des Vorschubausschlages bewirkt wird.
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Die bei einer bestimmten Summe von Stichlänge und Werkstoffstärke
erforderliche Veränderung der Fadenbremsung wird durch folgende Einrichtung erreicht.
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Die in dem unteren Maschinengestell i eingebaute Fadenbremse besteht
aus einem feststehenden Bremsteil 68 und einem beweglichen Teil 69, der vermittels
der Feder 70,
dem Zwischenstück 71 durch den im Doppelhebel 74 mittels
Schraube 75 einstellbaren Anschlag 72 und die einstellbare Begrenzungsschraube 73
mit bestimmtem Druck den Faden F festklemmt. Solange die Stoffdrücker stange über
eine bestimmte Mindesthöhe oberhalb der Hornspitze steht, bleibt der Winkelhebel
74 in der gezeichneten: Lage stehen, wodurch ein mäßiger Bremsdruck auf den Faden
F ausgeübt wird. Sobald nun die Stoffdrückerstange sich unter die Mindesthöhe herunterbewegt,
nimmt sie mit ihrem Bolzen 76 den im Maschinengestell gelagerten 77 Doppelhebel
78 mit, wodurch die Zugstange 79 vermittels der harten Feder 8o über das Zwischenstück
81 und die untere Zugstange 82 den Winkelhebel 74 in Linksdrehung versetzt. Durch
diese Linksdrehung des Hebels 74 wird die Feder 70 bis zu einem gewissen
Betrage stark gespannt, da sich der Hebel 74 mit der Nase 83 gegen die Anschlagfläche
84 am Maschinengestell i anlegt. In dieser nicht gezeichneten Stellung ist der Bremsdruck
so stark, daß der Faden beim Nähen ungefähr an die Grenze seiner Festigkeit beansprucht
wird. Die in dem Gestänge zwischengeschaltete Feder 8o kommt erst dann zur Wirkung,
wenn die Nase 83 -an der Fläche 84 anliegt.