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Freilaufender Greifer für Steppstichnähmaschinen Zweck der Erfindung
ist die besondere Ausbildung des bei Steppstichnähmaschinen üblichen freilaufenden
Greifers mit feststehendem Spulengehäuse und seiner Zusammenwirkung mit einem schwingenden
Nadelfadengeber, der den Nadelfaden mit sich beschleunigender Geschwindigkeit durch
in den zwischen Greifer und Spulenträger angeordneten ringförmigen Stützteilen vorgesehene
Ausschnitte hindurch anzieht, zum Zweck, die Maschine mit erhöhter Umlaufgeschwindigkeit
betreiben zu können.
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Bekanntlich legt bei solchen Maschinen der korbartig ausgebildete
umlaufende Greifer infolge seiner Drehung die Nadelfadenschleife um das von ihm
umfaßte feststehende Spulengehäuse herum, um dann die Fadenschleife zum Zweck der
Stichbildung abzuwerfen. Zu diesem Zweck sind die ringförmigen abstützenden Teile
zwischen dem umlaufenden Greifer und dem feststehenden Spulengehäuse auf einem begrenzten
Teil ihres Umfangs ausgeschnitten. Nur wenn diese ausgeschnittenen Stellen zusammentreffen,
kann der mitw.irkende Nadelfadengeber den Faden durch die so geschaffene Öffnung
hindurch anziehen. Dies macht keinerlei erhebliche Schwierigkeiten, solange die
Maschine verhältnismäßig langsam umläuft. Sobald man aber die Laufgeschwindigkeit
der Maschine über ein ganz bestimmtes Maß gegenüber der bisherigen Nähgeschwindigkeit
erhöht, genügen, wie festgestellt wurde, die bisher verwendeten Mittel nicht mehr
zur einwandfreien Freigabe der Nadelfadenschleife.
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Der Versuch der Überwindung dieser Schwierigkeiten stellt sich im
wesentlichen als ein Problem der Ausbildung der ringförmigen abstützenden Teile
zwischen dem feststehenden Spulengehäuse und dem umlaufenden Greifer dar, weil diese
Stützteile sich nahezu auf den ganzen Umkreis des Greifers erstrecken müssen, wodurch
die Möglichkeit der Verbreiterung ihrer zum Freigeben der Nadelfadenschleife dienenden
Durchbrechungen oder Ausschnitte ihre ganz bestimmten Grenzen findet. Anderseits
vermindert die erhöhte Nähgeschwindigkeit die für die Freigabe des Fadens zur Verfügung
stehende Zeitspanne, wodurch es notwendig wird, daß der Fadengeber den Nadelfaden
durch diese Auslaßöffnung mit einer sehr hohen linearen Geschwindigkeit hindurchzieht.
Das dem Nadelfaden infolge des Aufwärtszuges darauf erteilte Moment ruft leicht
ein Reißen des Fadens hervor; 'wenn seine Bewegungen behindert sind, oder wenn er
auf seinem Wege durch die Ausschnitte der Stützteile mit
scharfen
Kanten in Berührung kommt, und hieraus ergibt sich wieder eine ganz bestimmte Begrenzung
der Möglichkeit, die Breite der Durchtrittsöffnungen zu vermindern.
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Kennzeichnend für den Erfindungsgegenstand ist demgemäß die besondere
Ausbildung der ineinandergreifenden und aufeinanderschleifenden Stützteile zwischen
Greifer und Spulengehäuse, besonders ihrer dieAusschnitte begrenzenden Enden, die
so geformt sein müssen, daß sie eine hinreichende gegenseitige Abstützung am Greiferumfang
sichern und gleichzeitig das Durchtreten der Nadelfadenschleife ermöglichen, ohne
ihn bei seiner Bewegung auf diesem Wege zu behindern.
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Demgemäß sollen nach der Erfindung die Ausschnitte der ringförmigen
Stützteile so angeordnet sein, daß sie die Nadelfadenschleife freigeben, ehe diese
die Höchstgeschwindigkeit ihrer Anzugbewegung erreicht, und daß einer der aufeinandergleitenden
Stützteile in der Nachbarschaft seines Ausschnittes so geformt ist, daß er die Fadenschleife
vor ihrer Freigabe entspannt.
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Wird der Stützteil des Spulengehäuses, wie üblich, als in eine Ringnut
des Greiferkorbes eingreifende ringförmige Lagerrippe ausgebildet, so soll in Befolgung
der gegebenen Regel das den Ausschnitt begrenzende Hinterende der Ringrippe so bemessen
werden, daß es die Freigabe der Nadelfadenschleife vor der Erreichung ihrer höchsten
Anzuggeschwindigkeit ermöglicht, und so geformt .sein, daß es die Fadenschleife
noch vor ihrer Freigabe entspannt.
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Praktisch kann dies dadurch bewirkt werden, daß das dem Ausschnitt
benachbarte Hinterende der Ringrippe in Richtung des 'von dem Fadengeber auf die
Nadelfadenschleife ausgeübten Zuges abgeschrägt ist, um die Nadelfadenschleife freizugeben,
und mit Bezug auf die sich beschleunigende Anzugbew egung des Fadengebers so eingestellt
wird, daß die Entlastung der Fadenschleife eintritt, bevor der Fadengeber seine
Höchstgeschwindigkeit erreicht.
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Besonders zweckmäßig aber ist es, das Hinterende der Ringrippe in
doppelter Richtung abzuschrägen, und zwar in Form einer Zuspitzung in Richtung auf
den Einschnitt und einer quer gerichteten Neigung von der Nadelseite des Spulenhalters
nach der entgegengesetzten Seite.
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Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung
dargestellt; es zeigen Fig. i die Gesamtanordnung der Maschine in, teilweise geschnittener
Ansicht von vorn, Fig.2 die gleiche Maschine in Stirnansicht bei abgenommener Stirnplatte,
wodurch das Innere des Maschinenkopfes sichtbar wird, Fig, 3 bis 9 die sticlil)ildeiideii
Werkzeuge iu verschiedenen Stellungen des Stichbildevorgangs, und zwar Fig. 3 mit
dein Nadelfadengeber am oberen Hubende, Fig.4 mit der Nadel am unteren Hubende,
17 ig. 5 in dem Augenblick, wo die Nadel das Spulengehäuse beim Antritt ihres Aufwärtshubes
ver läßt, Fig. 6 mit dem Nadelfadengeber am unteren Hubende, Fig. 7 in dem Augenblick,
wo der Nadelfadengeber seinen Aufwärtshub angetreten hat, Fig. 8 in dein Augenblick,
wo der Greifer im Begriff ist, die Nadelfadenschleife abzuwerfen, Fig. 9 nach Abwerfen
der Nadelfadenschleife durch den Greifer, Fig. io und i i den Greifer in vergrößertem
Maßstab beim Abwerfen der Nadelfadenschleife von vorn und von oben gesehen, Fig.
12, 13, 14 eine Ansicht .des wirksamen Teils des Greifers in drei verschiedenen
Stellungen vor dem Ab-@vurf, bei dem Abwurf der Schleife und unmittelbar danach,
Fig. 15, 16 und 17 Schnitte nach XV-XV, XVI-XVI, XVII-XVII der Fig. 12, 13 und 14.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist die neuartige Stichbildevorrichtung
in Verbindung mit einer Steppstichnähmaschine dargestellt, die auf einem als Stofftrageplatte
ausgebildeten Sockel 31 ruht, über .den sich ein Ständer 33 erhebt, der einen überhängenden
Arm 34 mit dem üblichen Maschinenkopf trägt. In dem Maschinenkopf ist eine auf und
ab bewegliche Nadelstange 35 mit einer Nadel 36 gelagert. Die Nadelstange ist finit
der sich durch den überhängenden Arm erstreckenden Hauptantriebswelle 37 durch eine
Kurbel 38, einen Kurbelarm 39 und einen Lenker 4o verbunden, der mit seinem unteren
Ende an einem Tragring 42 angreift, der auf der Nadelstange 35 befestigt ist. Der
Antrieb der Hauptwelle 37 erfolgt mittels einer Schnurscheibe 43; in denn senkrechten
Ständer 33 ist die obere Hauptwelle 37, durch ein Stirnradgetriebe 44, 45, 46 treibend,
mit einer unteren Antriebswelle 47 in dem Maschinensockel verbunden, die mit der
gleichen Geschwindigkeit umläuft wie die Hauptantriebswelle 37. Die Bewegung des
Stoffvorschubs erfolgt unmittelbar von der unteren Antriebswelle 47. Neben der unteren
Antriebswelle ist eine Hilfswelle 49 gelagert, die den umlaufenden Greifer 5o trägt
und mit der Antriebswelle 47 durch ein Stirnräderpaar 51, 52 verbunden ist, dessen
Übersetzungsverhältnis so gewählt ist, daß der umlaufende Greifer 5o zwei Umläufe
bei jedem Umlauf der Hauptwelle 37 macht.
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Wie besonders aus Fig. 2 ersichtlich, ist der Na.delfadengeber in
dem Maschinenkopf des überhängenden Armes 34 gelagert, und seine Bewegung wird von
der Kurbel 38 der Hauptwelle 37 abgeleitet. Den Hauptteil des Fadengebers
bildet
der Fadengeberhebel 54., der an der Kurbel 38 mittels eines Drehzapfens 55 angelenkt
ist. Zwischen seinen Enden ist der Fadengeberhebel 54 an einem Schwingarm 56 angelenkt,
der bei 57 drehbar gelagert ist. Mit dem Fadengeber wirken in üblicher Weise verschiedene
Fadenführungen und Fadenspannungen zusammen, wie bei 58, 59, 6o und 61 gezeigt.
In dem Maschinenkopf ist außerdem der Stoffdrücker 62 gelagert, um den Werkstoff
auf die Stofftrageplatte niederzudrücken. Er wird zu diesem Zweck mittels einer
Feder 63 nachgiebig herabgedrückt. Ein Abstellhebel 64 dient, wie üblich, zum Anheben
des Stoffdrückers 62. Diese Teile sind von üblicher Anordnung.
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In Fig.3 bis 9 sind die stichbildenden Werkzeuge in einer Anzahl aufeinanderfolgender
Stellungen gezeigt, die den verschiedenen Arbeitsphasen der Stichbildung entsprechen.
In diesen Abbildungen ist die von dem fadenführenden Ende des Fadengebers 54 zurückgelegte
Bahn graphisch aufgezeichnet und in 3o Teile eingeteilt, die gleichen Zeitabschnitten
entsprechen. Jeder dieser Abschnitte i bis 30 zeigt die Bewegung des Fadengebers
entsprechend einem Umlauf der Hauptwelle 37 um i2°.
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Der Punkt i der Fadengeberbahn ist willkürlich gewählt und entspricht
dem Zeitpunkt, an dem die Nadel 36 sich am unteren Hubende befindet. Von dieser
Stelle aus bewegt sich der Fadengeber 54. bis zum Punkt i i der Bahn in einer im
wesentlichen gleiollförmigen Geschwindigkeit und bewegt sich dann aus dem Umkehrpunkt
i i mit erhöhter Winkelgeschwindigkeit nach oben. Ungefähr bei dem Punkt 16 ist
die höchste Winkelgeschwindigkeit erreicht, und von dort vermindert sich die Geschwindigkeit
bis zu dem Punkt 22, der den oberen Umkehrpunkt der Bewegung dar-. stellt. Die Abwärtsbewegung
von dem Punkt 22 nach dein Punkt i erfolgt .in einer im wesentlichen gleichförmigen
Gangart. Von dem Fadengeber 54. läuft der Nadelfaden 65 abwärts durch den Nadelkloben
66 nach dem Nadelöhr 67 und von dort nach dem bei 68 gezeigten Werkstück. Von dem
Spulengehäuse 69 läuft der Spulenfaden 7o aufwärts durch eine Öffnung
71 in der Stichplatte 72 und von dort nach dem Werkstück 68.
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Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel, bei dem der umlaufende Greifer
5o für jeden Doppelhub der Nadelstange 35 zwei Umläufe macht, ist die Stellung des
umlaufenden Greifers 5o in dem Augenblick, da der Fadengeber 54. sich an seinem
oberen Hubende befindet und die Nadel 36 sich abwärts gegen den Greifer 5o
vorwärts bewegt, aus Fig. 3 ersichtlich. In Fig. d. ist die Stellung der Teile an
dem Punkt gezeigt, wo die Nadel 36 das Werkstück 68, die Stichplatte 72 und
das Spulengehäuse 69 durchlaufen hat und an ihrem unteren Hubende steht. Wenn sich
die "Z adel 36 aus dieser Stellung aufwärts bewegt und der umlaufende Greifer 5o
in Richtung des Uhrzeigers weiterläuft, wird der Nadelfaden von der Spitze 73 des
umlaufenden Greifers (Fig. 5) erfaßt, und eine Fadenschleife wird von der Nadel
36 abgezogen. Die so ausgezogene Schleife ist bei ;4 in Fig. 6 gezeigt; sie ist
dort zum Teil um das feststehende Spulengehäuse 69 herumgezogen. In dieser Stellung
hat der Fadengeber 54 seine untere Hubgrenze erreicht, und die Nadel 36 ist durch
die Stichplatte 72 und das Werkstück 68 hindurch aufwärts gegangen.
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Bei weiterem Umlauf des Greifers 5o wird die Fadenschleife 74. mit
erheblich beschleunigter Geschwindigkeit von dem Fadengeber aufwärts gezogen und
hierdurch von der Greiferspitze 73 auf die Greifernase 75 übergeschoben, die der
Greiferspitze gegenübersteht. Die Teile nehmen dann die Stellung gemäß Fig.7 ein.
Die Bewegung des Fadengebers 54 wird mit steigender Geschwindigkeit fortgesetzt
und hat das Bestreben, die Fadenschleife 7,4 zu einer Form zusammenzuziehen, wie
sie in Fig. 8 gezeigt ist. Alsdann wird die Schleife 74 von den Stützteilen zwischen
dem umlaufenden Greifer 50 und dem feststehenden Spulengehäuse 69 freigegeben,
wie in Fig. 9 gezeigt. Die Fadenschleife 7.1. bleibt für einen Augenblick auf der
Greifernase 75 hängen und wird dann von dem Greifer abgeworfen, um die Stichbildung
zu vollenden. An der Stelle, an der die Schleife von den Stützteilen zwischen dein
Greifer und dem Spulengehäuse freigegeben wird, wie in Fig. 9. gezeigt, bewegt sich
der Fadengeber 54. nach aufwärts mit sich beschleunigender Winkelgeschwindigkeit
und hat seine Höchstgeschwindigkeit noch nicht erreicht, was somit für den Nadelfaden
65 ebenfalls zutrifft.
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Um die Vorbedingungen für die Freigabe der Nadelfadenschleife, wie
oben dargelegt, zu erfüllen, müssen erfindungsgemäß die Stützteile zwischen dem
umlaufenden Greifer 5o und dem feststehenden Spulengehäuse 69 in besonderer Weise
ausgebildet werden, beispielswei,se so, wie in Fig. io und i i gezeigt; sie stehen
auch in einem besonderen Verhältnis zu dem Fadengeber. Wie gezeigt, weist das Spulengehäuse
69 die Form eines zylindrischen Ringes mit einer seine Mantelfläche umgreifenden
Lagerrippe 76 auf, die sich ringförmig auf dem größten Teil der Zy linderumfiäche
erstreckt, jedoch an einer Stelle ausgeschnitten ist, um die Durchtrittsöffnung
zu bilden, durch die die Nadelfadenschleife freigegeben werden soll. Die Lagerrippe
76 wirkt mit einer ringförmigen Führungsnut 77 in
der Innenfläche
des Greiferkorbes 5o zusammen. Das Vorderende der Lagerrippe 76, das den in ihr
vorgesehenen Ausschnitt einseitig begrenzt, ist mit der üblichen Schulter 78 ausgerüstet,
auf der die Fadenschleife während des ersten Teils ihrer Bewegung um das Spulengehäuse
69 herum gehalten wird. Das Hinterende 79 der Lagerrippe 76 verläuft schräg abwärts
gegen den Ausschnitt, durch den die Fadenschleife freigegeben wird, und ist auch
der Quere nach in einer Richtung abgeschrägt, die von der Nadelseite des Spulengehäuses
69 abwärts nach der entgegengesetzten Seite führt; zweckmäßig sind die benachbarten
Flächen der Lagerrippe abgerundet, um scharfe Kanten zu vermeiden.
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Hierbei ist die Fläche 8o auf der Nadelseite der Lagerrippe 76 als
senkrechte Tragfläche stehengeblieben, die sich im wesentlichen bis zu dem Ausschnitt
erstreckt, während die gegenüberliegende Tragfläche 81 erheblich verkürzt ist (Fig.
i i).
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Es ist erforderlich, daß die Stützteile zwischen dem Spulengehäuse
und dem umlaufenden Greifer auf dem Umkreis einen Eingriff von angemessener Länge
aufweisen, um unzulässige Vibrationen zu verhindern und die achsenrichtige gegenseitige
Einstellung der beiden Teile aufrechtzuerhalten. Das Spulengehäuse wird an der Drehung
mit dem Greifer dadurch verhindert, daß in seine Nut 83 ein Riegelstück &q.
lose eingreift. Da somit das Spulengehäuse in seiner Stellung nicht ganz starr festgehalten
wird, kann es kleine Bewegungen unter einem axialen Druck in Richtung auf das Riegelstück
84 ausführen, dem es durch das Abziehen des Spulenfadens aus der Spulenkapsel 85
unterworfen ist. Da, wie oben dargelegt, die senkrechte Txagfläche 8o auf die ganze
Länge der Lagerrippe fortgeführt wird, kann dieser Druck in geeigneter Weise aufgenommen
und ein unzulässiges Spiel zwischen der Lagerrippe 76 und der Führungsnut 77 verhindert
werden. Überdies erstreckt sich die Führungsnut 77 im wesentlichen bis zu der Greiferspitze
73 an der Innenseite des Ausschnitts, durch den der Faden freigegeben wird, und
auf der anderen Seite des Ausschnitts im wesentlichen bis zu der Greifernase 75.
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Wie aus Fig. io und ii ersichtlich, erfolgt an dem Punkt, wo die Fadenschleife
74 von den Greifertragflächen freigegeben wird, der Zug des Fadengebers auf den
Nadelfaden in einer Richtung diagonal über die Lagerrippe 76 nach der Nadelöffnung
86 in dem Spulengehäuse 69 und in einer Richtung diagonal aufwärts von dem Spulengehäuse
69 nach dem Stichloch 71 in der Stichplatte 72. Die abgeschrägte Fläche 79 am Hinterende
der Lagerrippe 76 ist demgemäß so geneigt, daß die Neigung im wesentlichen der Richtung
des auf den Nadelfaden ausgeübten Zuges entspricht, mit dem Erfolg, daß die Fadenschleife
74 vom Ende der Lagerrippe abgleitet, um ihre Freigabe vorzubereiten, wodurch verhindert
wird, daß sie in dem kritischen Augenblick ihres Durchtritts gegen die Fläche der
Lagerrippe straff gezogen wird.
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Diese Arbeitsbedingungen ergeben sich im besonderen aus den Fig. 12,
13 und 14., in denen gezeigt ist, daß die Fadenschleife 74 die Möglichkeit hat,
sich erheblich zusammenzuziehen zwischen dem Zeitpunkt, wo sie um die Stützfläche
herum festgehalten wird (vgl. Fg. 12), und dem Zeitpunkt, wo sie zum Austritt aus
dem Bereich der Stützfläche freigegeben wird, wie in Fig. 13 gezeigt. Nach der Freigabe
der Fadenschleife 74 aus der stützenden Führungsnut bleibt die Schleife einen Augenblick
auf der Greifernase 75 hängen, wie in Fig. 14 gezeigt, wodurch ein Verdrehen des
Fadens verhindert wird; hierauf wird sie von dem Greifer vollständig abgeworfen.
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Die Querschnitte gemäß Fig.15 und 16 zeigen ebenfalls, wie die Nadelfadenschleife
74. ohne Spannung über das Hinterende der Lagerrippe 76 gezogen wird, wobei sie
unmittelbar vor ihrer Freigabe auf der Schrägfläche 79 aufläuft.
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Die Schwierigkeit, die bisher bei dem Versuch empfunden wurde, mit
einer solchen Stichbildevorrichtung Nähgeschwindigkeiten zu erreichen, die die üblichen
erheblich übersteigen, bestand darin, daß der Faden- straff gezogen und über seine
Elastizitätsgrenze gestreckt wurde, bevor der umlaufende Greifer ihn freigab, wodurch
ein Reißen des Fadens eintrat.
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Wenn eine Nähmaschine mit einer Geschwindigkeit von 500o Umläufen
der Hauptwelle in der Minute betrieben wird, ergibt sich, daß der Nadelfaden durch
das Nadelöhr mit einer außerordentlich hohen Geschwindigkeit hindurchgezogen wird,
die in ihrem Höchswert etwa i6o Stunden-Kilometer betragen mag, und daß, wenn die
Freigabe der Fadenschleife nicht erfolgt, bevor diese Geschwindigkeit erreicht ist,
eine stoßartige Einwirkung auf den um die Stützflächen herumgelegten Fadenschenkel
ausgeübt wird. Wenn dann an dieser Stelle irgendeine Störung der freien Fadenbewegung
oder der Zusammenziehung der Fadenschleife entgegenwirkt, muß der Faden reißen.
Werden die tragenden Teile zwischen dem umlaufenden Greifer und dem feststehenden
Spulengehäuse in der erfindungsgemäßen Art und Weise ausgebildet und wird die Zeit
der Freigabe der Fadenschleife durch die Führungsnut so beschleunigt, daß die Freigabe
des Fadens erfolgt,
bevor der Fadengeber das Höchstmaß seiner Bewegungsgeschwindigkeit
erreicht, wird es möglich, Nähmaschinen dieser- Art mit Nähgeschwindigkeiten zu
betreiben, die bisher nicht erreicht werden konnten.