EP1115933B1 - Betätigungsvorrichtung - Google Patents

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EP1115933B1
EP1115933B1 EP99952462A EP99952462A EP1115933B1 EP 1115933 B1 EP1115933 B1 EP 1115933B1 EP 99952462 A EP99952462 A EP 99952462A EP 99952462 A EP99952462 A EP 99952462A EP 1115933 B1 EP1115933 B1 EP 1115933B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
linear motor
sewing
sewing machine
force
drive rod
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP99952462A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1115933A1 (de
Inventor
Sevki Hosagasi
Helmut Jung
Michael Kilian
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Quick Rotan Elektromotoren GmbH
QUICK ROTAN ELECTROMOTOREN GmbH
Original Assignee
Quick Rotan Elektromotoren GmbH
QUICK ROTAN ELECTROMOTOREN GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Quick Rotan Elektromotoren GmbH, QUICK ROTAN ELECTROMOTOREN GmbH filed Critical Quick Rotan Elektromotoren GmbH
Publication of EP1115933A1 publication Critical patent/EP1115933A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1115933B1 publication Critical patent/EP1115933B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B29/00—Pressers; Presser feet
    • D05B29/02—Presser-control devices

Definitions

  • the presser device of a sewing machine (in The following also includes the term "sewing machine” Sewing devices, the present Invention on sewing devices as well Refers to the position of the To fix the sewing material at the needle insertion and on the Sewing material in the transport phase a pressure force to exercise through which a transport device Can push the material.
  • a sewing machine with a Presser device known (US-A1 383 438), which a presser bar, a presser foot and one There is an electromagnet connected to a leaf spring that presses on the upper end of the presser bar.
  • the magnet serves on the one hand Moving the presser foot downwards from the resting to the Working position and on the other hand to generate the Pressure of the presser foot on the one to be sewn Workpiece.
  • a spring arranged on the presser bar Back movement of the presser foot into the rest position.
  • the pressure force caused by the electromagnet is with the help a stop screw set by this one Height-adjustable stop for the magnetic rod forms.
  • Another way to change the pressure is given by another screw that is on a strip-shaped plate acts.
  • a simple switch is provided for electromagnets has only 2 switching states and serves the To close and open the circuit.
  • the presser foot does not have a variable Current supply, but only by changing one Spring force set.
  • the leaf spring is said to cause the presser foot the usual short vertical ups and downs Can make movements while sewing. On this way it is prevented by the Square movement of the slider, not shown caused up and down movements of the presser foot cause corresponding movements of the magnetic rod. Otherwise this would happen with every downward movement hit the stop screw and a loud noise cause.
  • a sewing machine is known (DE-PS 822 190), with the help of a mechanical speed controller Speed dependent, i.e. with increasing speed increasing metabolic force is generated.
  • a mechanical working speed sensor is for fast running Sewing machines unsuitable.
  • the actuator as an actuator for the presser device at least one Has linear motor
  • the drive rod for Controlling the metabolic force that the Presser device exerts on the material, with is connected to the presser device, the power is transmitted to the Presser mechanism on immediate, mechanical simple yet precise way. Since the Force applied to the linear motor from the direction of the Current flow is dependent Presser device in a current flow direction raised and in the other direction of current flow depressed so that the presser device according to the teaching of the present invention by the Linear motor between a raised position and a lowered position is movable.
  • the linear motor is considered direct control element for the Presser device in a particularly convincing way Way appropriate to what is different from that in the past widespread approach, namely the Generation of the contact pressure by means of spring preload, differs in that, as the latter, technically traditional approach to raising the Presser device an additional Actuator, for example an electromagnet, required.
  • the linear motor serves at of the present invention not only for production the metabolic force, but is also used for lifting and lowering the presser device used.
  • the drive rod with the Presser device via at least one resilient low-mass coupling element in connection.
  • the drive rod of the linear motor from the presser device decouples so that the moving masses are kept low.
  • the DE-A-32 17 826 a hollow presser bar in which an appropriately trained shaft of the Presser foot is slidably received. On one pushes the shaft in the presser bar arranged spring, which in turn on a adjustable rod supports.
  • the shaft of the Presser foot is by means of a mounting plate in a slightly larger slot the hollow Presser bar added, creating a limited vertical movement of the Presser foot relative to the hollow Presser bar is possible.
  • the coupling element advantageously a coil spring. hereby is on the one hand the drive rod of the Linear motor from the presser device decoupled, on the other hand, however, is the desired one direct connection between the drive rod of the Linear motor and the presser device guaranteed.
  • the drive rod over arranged the presser device.
  • Such a configuration is used for power transmission from the drive rod of the linear motor to the Presser mechanism on mechanically special simple yet precise way.
  • Coupling element also in the form of a leaf spring be trained.
  • Such an embodiment is particularly useful if the Drive rod, for example from constructive Reasons, conveniently offset to the side Presser device is arranged.
  • the presser device which expediently program-controlled or button-controlled powerless is switchable, preferably has a Presser bar and a presser foot.
  • the linear motor is according to an advantageous Embodiment of the present invention so trained that the presser device at almost zero current flow in an upper one Position is held.
  • the present invention is the linear motor in essentially ironless. This has not immense advantage that on the moving parts the linear motor no additional magnetic Forces act, as with linear motors Iron parts is undesirably the case.
  • the linear motor has at least two preferably ring-shaped permanent magnets, with which the magnetic field is generated.
  • the material of the permanent magnets can be Iron, neodymium and boron are based on them Magnetic materials under inexpensive conditions very high energy densities can be achieved. With Such very high energy densities can also force required for the presser device are easily generated in an immediate manner.
  • the linear motor expediently has, among other things a housing, a middle piece and an air gap with Reel up.
  • the magnetic circuit can be inside the linear motor conveniently via the housing, over the middle section and over the air gap with Coil are closed.
  • the annular ones Permanent magnets spaced from each other the magnetization of one ring-shaped Permanent magnets advantageously against Magnetization of the other annular Permanent magnet is directed and / or wherein the Location of the annular permanent magnets in the housing of the Linear motor preferably through spacer rings is specified.
  • the coil can be conveniently in at least two sub-coils wound in opposite directions be divided, the total inductance of the Coil significantly smaller due to this type of winding than the inductance of a partial coil, so that a small electrical time constant of the linear motor is guaranteed; this is an angular synchronous Control of the motor power possible, and the Linear motor can be controlled very quickly.
  • split coil generates a force as soon as electrical current flows through the coil is.
  • This force is proportional to the current and regardless of the location of the coil, as long as the coil located in the homogeneous part of the magnetic field; the The direction of the force is of course the direction of the Current flow dependent, the direction and / or the strength of the current flow in the linear motor recommended by at least one Microprocessor is controllable.
  • the drive rod over guided at least two bearing bushes in the center piece.
  • the middle piece can be preferably central have provided opening in which a as Slide stone trained piece of iron is guided advantageously connected to the drive rod is.
  • a as Slide stone trained piece of iron is guided advantageously connected to the drive rod is.
  • / is the opening and / or that Optionally rectangular piece of iron educated.
  • the purpose of this piece of iron consist on the one hand against the drive rod Secure rotation; on the other hand, the Driving force of the coil on the iron piece on the Drive rod are transmitted.
  • this piece of iron can be used to transfer the Driving force on the drive rod via a Coil carrier be connected to the coil.
  • the middle piece can be preferably central have provided opening in which a Expediently made of steel made pin which is advantageously with the drive rod connected is.
  • the opening optionally as an elongated hole and the pin optionally rounded.
  • Sense and purpose of this pen are, on the one hand, the Secure drive rod against twisting; on the other hand, the driving force of the coil is said to be about the pin can be transferred to the actuator stem.
  • the above properties and characteristics are for a presser drive in a convincing way suitable, because this way the press force in Dependence on the speed of the sewing machine is adjustable.
  • the required pressure force for the presser mechanism is relatively high, so that a direct drive, as in this invention there are larger dimensions of the linear motor would require.
  • the actuator in order to have a compact design of the To ensure linear motor is the drive rod according to a particularly inventive development the actuator by at least one Preloaded spring element.
  • At least two spring elements are provided, these spring elements are in preferably on both sides of the center piece arranged to generate additional moments reliable way to prevent.
  • the linear motor should be in a de-energized state the presser device by means of the at least a spring element with a force against one Stitch plate of the sewing machine and against one Material pusher that is in the transport phase with its Teeth protruding above the top of the throat plate, press, preferably in about a third of the maximum force of the presser device is. At slow sewing speeds, this will Pressing force of the at least one spring element sewn, this pressure force if necessary can still be reduced by an appropriate current sent in a negative direction by the linear motor becomes.
  • the sewing machine stops in the corner of the seam Position where the needle is down.
  • the The presser device is then expedient switched off so that the sewing material is more comfortable Way can be rotated in the desired direction. As already indicated above, this can De-energizing the presser mechanism either program controlled or button controlled respectively.
  • the presser device moves at the beginning of the Transport phase up. This movement expresses that Coupling element together so that the force grows according to the hardness of the coupling element.
  • the drive rod of the linear motor would go through this Force difference are accelerated; however, since the Mass of the moving parts of the linear motor in the Compared to the presser bar is relatively large and there is also some friction assume that the drive rod of the Linear motor at the higher speeds of the The sewing machine does not move from its rest position.
  • Electromagnets are preferably low-mass, is sufficient a relatively small force from the linear motor the presser device in a short time Bring starting position.
  • the weaker that Coupling element is designed the better the Decoupling the drive rod of the linear motor from the presser device.
  • this requires a longer path of the drive rod when applying the metabolism, which is why the hardness of the Coupling element from case to case to the respective Application to be adapted.
  • the presser device If the presser device is raised, must the linear motor the preload of the optional provided at least one spring element overcome by which the drive rod is preloaded is. When the Presser device this is at least one Spring element tensioned so that the preload with the stroke of the presser device becomes larger.
  • the linear motor has time to be kept at least one force equivalent to the spring force applied. This is done first with the maximum Current then raised the presser device the current is lowered so that the Presser device in its upper position is held.
  • a magnetic attraction generating part is provided from ferromagnetic material.
  • the protruding part When the presser device is lowered, shows this protruding part has no effect. If the Presser device, however, their upper Approaching end position, the protruding part comes in the effective range of the permanent magnets. A part the magnetic field lines then runs over the protruding part so that an attraction in Direction of the permanent magnets arises; is therefore the direction of that attraction in opposite direction to the force of the preload through the spring elements.
  • the size of the Attraction depends on the mechanical structure:
  • the maximum attraction then occurs if the protruding, the magnetic Attracting part in the top Position of the presser device on the edge of the homogeneous magnetic field.
  • the Dimensioning of this unit should be like this be chosen so that the magnetic Attraction and the force of the bias by almost cancel the spring elements.
  • the fabric pusher turns the presser foot pushes up a certain distance the path change via the coupling element with the Spring constants exert a force on the Drive rod. If the force of the linear motor and the via the coupling element on the drive rod acting force in a preferred amount are approximately the same size, the drive rod remains stand in their rest position.
  • the coupling element at high speeds Sewing machine According to an essential to the invention Development of the present actuator increased preload. This can be accomplished, for example, in that the Current flow in the linear motor at high speeds Sewing machine has a DC component, whereby a constant force component of the linear motor is effected.
  • the DC component of the current flow depends on the time and / or depending on the speed of the Changeable sewing machine.
  • the Force component expediently with the speed, the dependence of the current change on the Speed determined by the construction of the sewing machine is; for this reason it is functional Dependence of the current flow on the speed of the Sewing machine after the first determination in the Sewing machine can be saved.
  • the force of the linear motor as a function of the angular position of the Main shaft of the sewing machine or also depending on the time to be able to change, can be used to so-called wiper function also with a linear motor operated presser device
  • the thread start after the Conventionally, cutting through a Wiper device in the direction of the seamstress on the Presser device placed.
  • Thread end from the presser device pinched that would be for looping the required amount of thread is deducted from the thread supply, see above that the pinched thread end remains visible.
  • the presser device is especially the presser foot, according to one essential development of the present invention Actuator at the first stitch formation switched off, for example by the force of the at least one spring element with the force of Linear motor is compensated. If now at the beginning of sewing the needle thread end under the presser device the needle thread end of the Presser device no longer held and can therefore do the same with the first stitch formation be pulled down as if it were on the Presser device would lie. After the first The linear motor is then preferred in stitch formation Switched to the normal sewing area.
  • Figure 1 shows a first embodiment of a Actuator according to the present Invention.
  • the for a sewing machine also includes sewing devices, whereby the present invention relates both to Sewing devices and sewing machines
  • actuator has a Presser device 3 for holding down the Sewing material during stitch formation and Sewing material transport on.
  • the linear motor presses 1 in the de-energized state, the presser device 3 with a force against a needle plate 4 Sewing machine and against a slider 5, which in the transport phase with his teeth over the Top of the throat plate 4 protrudes.
  • presser device 3 has one Presser bar 31 and a presser foot 32 on, the fabric slide 5 in the in Figure 1 shown raised position at the bottom of the presser foot 32 abuts (see also FIG. 2).
  • the actuator has Adjustment element for the presser device 3 Linear motor 1, the drive rod 10 for Controlling the metabolic force that the Presser device 3 exerts on the material, over a resilient low-mass coupling element 2 with the Presser device 3 is connected. On in this way the drive rod 10 of the Linear motor 1 from the presser device 3 decoupled so that the masses to be moved are small are held.
  • This coupling element 2 is the first embodiment shown in FIG an actuator around a coil spring. On the one hand, this results in the drive rod 10 of the linear motor 1 from the presser device 3 decoupled, on the other hand, however, is the desired one direct connection between the drive rod 10 of the Linear motor 1 and the presser device 3 guaranteed.
  • the drive rod 10 is above the Presser device 3 arranged. At a Such a configuration is used for power transmission from the drive rod 10 of the linear motor 1 on the Presser device 3 on mechanically special simple yet precise way.
  • Figure 2 is a second embodiment Actuator according to the present Invention shown.
  • This second embodiment differs from the first embodiment shown in Figure 1 essentially in that the coupling element 2 is in the form of a leaf spring.
  • a Such an embodiment is particularly useful then when the drive rod 10, for example for constructional reasons, laterally offset to Presser device 3 is arranged, such as this is shown in Figure 2.
  • Figure 3 shows a first in longitudinal section Embodiment of the linear motor 1, the Actuating device from Figure 1 or the Actuating device from Figure 2 assigned can; in FIG. 4 the linear motor 1 from FIG. 3 is in Supervision along the line IV - IV in Figure 3 shown.
  • the linear motor 1 has two rectangular ones Permanent magnets 11a, 11b with which the magnetic field is generated.
  • the material of the Permanent magnets 11a, 11b are based on iron, Neodymium and boron, as with these magnetic materials inexpensive conditions very high energy densities are achievable. With such very high ones Energy densities can also be used for Presser device 3 required force without be generated in an immediate manner.
  • the linear motor 1 also has, among other things Housing 12, a center piece 13 and an air gap with the coil 14. As a result, the magnetic circuit inside the linear motor 1 via the housing 12, over the middle piece 13 and over the air gap with Coil 14 are closed.
  • a force is hereby generated in the coil 14, once the coil 14 of electrical current is flowed through.
  • This force is proportional to Current and regardless of the location of the coil 14, as long as the coil 14 in the homogeneous part of Magnetic field is located; the direction of force is naturally by the direction of the current flow dependent, the direction and / or the strength of the Current flow in the linear motor 1 through a (in the Drawing not for the sake of clarity pictured) microprocessor is controllable.
  • the drive rod 10 is two Bearing bushes 15a, 15b guided in the middle piece 13.
  • the Center piece 13 has a centrally provided opening 13a, in which a formed as a sliding block Iron piece 16 is guided with the drive rod 10 is connected.
  • the opening 13a and the iron piece 16 is rectangular.
  • this piece of iron 16 is on the one hand, the drive rod 10 against rotation to back up; on the other hand, the driving force is said to Transfer iron piece 16 to the drive rod 10 become.
  • This piece of iron 16 is for the transmission of Driving force on the drive rod 10 via a Coil carrier 17 connected to the coil 14.
  • FIGS. 3 and 4 16 At the left end of the iron piece in FIGS. 3 and 4 16 is a protruding one (see FIG. 3), one magnetic attraction generating part 16a ferromagnetic material, in the present case made of steel, arranged.
  • Figure 5 shows a second in longitudinal section Embodiment of the linear motor 1, the Actuating device from Figure 1 or the Actuating device from Figure 2 assigned can; in Figure 6 is a sectional view of a Cable entry for the linear motor from Figure 5 shown.
  • FIGS. 3 and 4 illustrates second embodiment of the Linear motor 1 from FIGS. 3 and 4 illustrated first embodiment of the Linear motor 1 differs.
  • the second embodiment shown in Figure 5 of the linear motor 1 has two annular, radial magnetized and spaced apart Permanent magnets 11a, 11b with which the magnetic field is generated and its location in the Housing of the linear motor 1 through spacer rings 18a, 18b, 18c is specified.
  • the direction of the differs here Magnetization of the two permanent magnets if for example in one ring Permanent magnet 11a magnetically the inner surface South pole and the outer surface magnetically the north pole has, the direction of the magnetization at another annular permanent magnet 11b reversed.
  • the total inductance of the Coil 14 is essential due to this type of winding smaller than the inductance of a partial coil 14a, 14b is so that the linear motor 1 can be controlled very quickly is.
  • the partial coils 14a, 14b are on a coil carrier 17 wound from non-magnetic material.
  • This Coil carrier 17 is fixed with the aid of a pin 26 connected to the drive rod 10.
  • the drive rod 10 is hollow.
  • the sink 14 with the bobbin 17 is the movable part of the linear motor 1, the power supply to movable coil 14 according to the invention Figure 6 is solved, which is a sectional view of a Cable entry for the linear motor 1 from FIG. 5 illustrates:
  • An electrical, for example two-wire Connection line 21 for the coil 14 is through a Recess 13b of the middle piece 13 and through the hollow drive rod 10 outwards. Since the Coil carrier 17 with the help of the pin 26 firmly with the Drive rod 10 is connected to act in the Movement of the coil 14 on the electrical Connection line 21 no tensile forces.
  • the end of Connection line 21 is with a plug 20th connected, which at the same time the strain relief of Mating connector includes.
  • the first shown in Figures 3 and 4 Embodiment of the linear motor 1 and in the Figures 5 and 6 shown second Embodiment of the linear motor 1 is common, that the drive rod 10 via two bearing bushes 15a, 15b in the middle piece 13 out.
  • the middle piece 13 has a centrally provided opening 13a, in which is a steel pin 26 guided with the Drive rod 10 is connected.
  • the Opening 13a as an elongated hole and the pin 26 round educated.
  • this pen 26 exists - as does with respect to the iron piece 16 according to the in the Figures 3 and 4 shown first embodiment of the linear motor 1 - in it, on the one hand the Secure drive rod 10 against rotation; on the other hand, the driving force via the pin 26 are transmitted to the drive rod 10.
  • the drive rod 10 at illustrated with reference to Figures 3 and 4 Embodiment of the linear motor 1 by two Spring elements 19a, 19b biased to both Sides of the center piece 13 are arranged around a additional torque generation in a reliable way to prevent; when using FIGS. 5 and 6 illustrated second embodiment of the Linear motor 1 is the drive rod 10 through one Spring element 19 biased.
  • the linear motor 1 presses in the de-energized state Condition the presser device 3 by means of Spring elements 19a, 19b (see FIGS. 3 and 4) or by means of the spring element 19 (see FIG. 5) a force against the throat plate 4 (see FIG. 1 and 2) the sewing machine, which is in about a third of the maximum force of the presser device 3 is.
  • this pressing force of the spring elements 19a, 19b (cf. Figures 3 and 4) and the spring element 19 (see. Figure 5) sewn, this pressure force if necessary can still be reduced by a corresponding current in the negative direction through the Linear motor 1 is sent.
  • the presser device 3 then becomes weak switched so that the sewing material in a comfortable way the desired direction can be turned.
  • This De-energizing the presser device 3 can either program controlled or button controlled respectively.
  • the well-known transport mechanism of the sewing machine presses at a known angular position Main shaft of the sewing machine with the fabric pusher 5 the presser foot 32 by the distance ⁇ s (cf. the Figures 1, 2 and 8) upwards, the teeth of the Slider 5 grasp the material. After that is done depending on the stitch length set linear movement in the direction of transport. Subsequently the slider 5 is lowered.
  • the drive rod 10 of the linear motor 1 makes the movement of the presser foot 32 at slow speeds n of the sewing machine. This means that when the presser foot 32 goes up by the distance ⁇ s, the drive rod 10 also moves up by the same distance ⁇ s because the time of the transport phase is long enough.
  • the actual stitch length L remains constant in a lower speed range from n 0 to n 1 of the sewing machine (cf. FIG. 7, in which a diagram of the size of the actual stitch length L as a function of the speed n of the sewing machine is shown).
  • the up and down movement of the drive rod 10 causes vibrations and noises.
  • the opposite winding direction of the partial coils 14a, 14b ensures a small electrical time constant of the linear motor 1, so that the above-described angularly synchronous control of the motor force is possible.
  • the motor current is reduced (see FIG. 8, in which a diagram of the motor current I as a function of the angle of rotation ⁇ of the main shaft of the sewing machine is shown), which at the same time keeps the heating of the partial bobbins 14a, 14b (see FIG. 5) low becomes.
  • the pretensioning of the coupling element 2 must be increased. This is achieved by means of a constant force component of the linear motor 1 by means of a DC component I G which can be varied as a function of the speed (cf. FIG. 8). This force increases with the speed n of the sewing machine, the dependence of the current change ⁇ I on the speed n being determined by the design of the sewing machine; For this reason, this functional dependency is determined once and saved.
  • L 1 shows the curve of the actual stitch length L without control corrections
  • L 2 shows the curve of the actual stitch length L, in which the "dent", that is the temporary decrease in the actual stitch length L in the middle speed range from n 1 to n 3 Sewing machine is eliminated by applying the counterforce explained above and in which the drop in the curve of the actual stitch length L "to the right", that is to say shifted to a higher speed range n> n 3 of the sewing machine, due to the DC component I G (cf. FIG.
  • the electrical time constant of the linear motor 1 has a disadvantageous effect on the current build-up.
  • the time in which the fabric pusher 5 moves the fabric presser foot 32 becomes shorter than the time for the current increase in the linear motor 1.
  • the switch-on angle 3 of the current is advanced by ⁇ depending on the speed at high speeds n> n 3 of the sewing machine (cf. FIG. 8). This ensures that the linear motor 1 can achieve the required counterforce when the presser foot 32 begins to move.
  • the force of the linear motor 1 as a function of the angular position the main shaft of the sewing machine or also time-dependent to be able to change can be used to so-called wiper function also with one linear motor operated presser foot 32 too fulfill.
  • wiper function also with one linear motor operated presser foot 32 too fulfill.
  • Thread end pinched by the presser foot 32 see above would be the one needed for looping Thread quantity deducted from the thread supply, so that pinched thread end remains visible.
  • the linear motor 1 When the presser device 3 is raised, the linear motor 1 must have the pretensioning force Spring elements 19a, 19b (see FIGS. 3 and 4) or the spring element 19 (see FIG. 5), through which the drive rod 10 is biased. at an upward movement of the presser device 3 these spring elements 19a, 19b or will Spring element 19 tensioned so that the biasing force with the lifting of the presser device 3 larger becomes.
  • Linear motor 1 At least one of the spring force equivalent force.
  • the maximum current is used first Presser device 3 raised and then the Current lowered so that the Presser device 3 in its upper position is held.
  • a magnetic attraction generating part 16a made of ferromagnetic material is provided. If the presser device 3 is lowered, this protruding part 16a shows no effect. If the presser device 3, however, is approaching its upper end position projecting part 16a in the scope of Permanent magnets 11a, 11b. Part of the magnetic Field lines then run over the protruding part 16a, so that an attraction in the direction of Permanent magnets 11a, 11b are created; therefore it is Direction of this attraction in opposite Direction to the force of the preload by the Spring elements 19a, 19b (see FIGS. 3 and 4).
  • the magnitude of the attraction depends on the mechanical Construction from. The maximum attraction occurs here then when the protruding, the magnetic Attraction generating part 16a in the top Position of the presser 3 on the edge of homogeneous magnetic field.
  • the Dimensioning of this unit should be like this be chosen so that the magnetic Attraction and the force of the bias by the spring elements 19a, 19b (see FIGS. 3 and 4) almost cancel.

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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine für eine Näheinrichtung bzw. Nähmaschine vorgesehene Betätigungsvorrichtung, aufweisend
  • eine Stoffdrückereinrichtung zum Niederhalten des Nähgutes während der Stichbildung und des Nähguttransportes,
  • als Stellelement für die Stoffdrückereinrichtung mindestens einen Linearmotor, dessen Antriebsstange zur Steuerung der Stoffdrückerkraft, die die Stoffdrückereinrichtung auf das Nähgut ausübt, mit der Stoffdrückereinrichtung in Verbindung steht.
Die Stoffdrückereinrichtung einer Nähmaschine (im folgenden umfaßt der Begriff "Nähmaschine" auch Näheinrichtungen, wobei sich die vorliegende Erfindung sowohl auf Näheinrichtungen als auch auf Nähmaschinen bezieht) dient dazu, die Position des Nähgutes beim Nadeleinstich zu fixieren und auf das Nähgut in der Transportphase eine Andruckkraft auszuüben, durch die eine Transporteinrichtung das Nähgut weiterschieben kann.
In der Vergangenheit wurde in diesem Zusammenhang immer wieder versucht, die durch die Stoffdrückereinrichtung ausgeübte Andruckkraft mit Hilfe von Elektromagneten zu erzeugen. Da mit höher werdender Nähgeschwindigkeit die für das einwandfreie Zusammenwirken mit der Transporteinrichtung erforderliche Stoffdrückerkraft sehr hoch ist, scheiterten diesbezügliche Versuche mit Elektromagneten unter anderem am nichtlinearen Verhalten der Elektromagnete in bezug auf Stromfluß und Kraft in Verbindung mit der jeweiligen Position.
Ein alternativer Lösungsansatz ist in der US-A-4 214 540 beschrieben. Gemäß dieser Druckschrift drückt eine Feder über einen Hebel auf den Stoffdrückerfuß, wobei der Hebel in der Mitte gelagert ist. Ein Linearmotor greift auf den Lagerpunkt, so daß sich durch Verschiebung des Lagerpunktes die Hebelverhältnisse ändern und damit die Kraft auf den Stoffdrückerfuß verstellt wird.
Bei diesem in der US-A-4 214 540 vorgestellten Prinzip erweist es sich jedoch als ausgesprochen problematisch, daß die hohe Kraft des Stoffdrückerfußes auf indirekte Weise durch einen relativ schwachen Linearmotor verstellt wird. Die diesbezügliche technische Realisierung ist nicht nur kompliziert, sondern auch kostspielig, da eine sehr hohe Positionsgenauigkeit des Linearantriebs erforderlich ist.
Ferner ist eine Nähmaschine mit einer Stoffdrückereinrichtung bekannt (US-A1 383 438), die aus einer Stoffdrückerstange, einem Stoffdrückerfuss und einem Elektromagnet besteht, der mit einer Blattfeder verbunden ist, die auf das obere Ende der Stoffdrückerstange drückt. Auf diese Weise dient der Magnet einerseits zum Abwärtsbewegen des Stoffdrückerfusses von der Ruhe- in die Arbeitsstellung und andererseits zum Erzeugen der Andruckkraft des Stoffdrückerfusses auf das zu nähende Werkstück. Nach dem Abschalten des Elektromagneten bewirkt eine auf der Stoffdrückerstange angeordnete Feder die Zurückbewegung des Stoffdrückerfusses in die Ruhestellung.
Die vom Elektromagnet bewirkte Andruckkraft wird mit Hilfe einer Anschlagschraube eingestellt, indem dieser einen höhenverstellbaren Anschlag für die Magnetstange bildet. Eine weitere Möglichkeit zur Veränderung der Andruckkraft ist durch eine weitere Schraube gegeben, die auf eine streifenförmige Platte wirkt. Für den Betrieb des Elektromagneten ist ein einfacher Schalter vorgesehen, der nur 2 Schaltzustände besitzt und dazu dient, der Stromkreis zu schliessen und zu öffnen. Somit wird bei dieser bekannten Stoffdrückereinrichtung die Andrückkraft des Stoffdrückerfusses nicht über eine variable Bestromung, sondern allein durch Verändern einer Federkraft eingestellt. Die Blattfeder soll bewirken, dass der Stoffdrückerfuss die üblichen kurzen vertikalen Aufund Abbewegungen während des Nähens ausführen kann. Auf diese Weise wird verhindert, dass die durch die Viereckbewegung des nicht dargestellten Stoffschiebers bewirkten Auf- und Abbewegungen des Stoffdrückerfusses entsprechende Bewegungen der Magnetstange hervorrufen. Andernfalls würde nämlich diese bei jeder Abwärtsbewegung auf die Anschlagschraube stossen und ein lautes Geräusch verursachen.
Es ist weiterhin eine Nähmaschine mit einer Stoffdrückereinrichtung bekannt (DE-U 88 07 493), bei der die auf einen Lenker eines alternierenden Andruckmechanismus wirkende Andruckkraft mit Hilfe eines mehrstufigen, einfach wirkenden Pneumatikzylinders und einer dazwischen geschalteten Feder erzeugt wird. Somit ist hierbei der die Stoffdrückerstangen und die Füsse umfassende Teil des Andruckmechanismus gegenüber dem druckerzeugenden Antriebsteil, nämlich dem Pneumatikzylinder entkoppelt. Da die bekannte Einrichtung aber weder einen Linearmotor aufweist, noch die Andruckkraft in Abhängigkeit von der Drehzahl steuerbar ist, konnte sich diese bekannte Nähmaschine im Markt nicht durchsetzen.
Schliesslich ist eine Nähmaschine bekannt (DE-PS 822 190), bei der mit Hilfe eines mechanischen Drehzahlreglers eine Drehzahl abhängig, d.h. mit zunehmender Drehzahl anwachsende Stoffdrückerkraft erzeugt wird. Ein mechanisch arbeitender Drehzahlgeber ist aber für schnell laufende Nähmaschinen ungeeignet.
Durch die US-A-5 551 361 ist eine Nähmaschine bekannt, bei der die Stoffdrückereinrichtung eine von der Krafteinwirkung des Stoffschiebers unbeeinflußte konstante Andruckkraft auf das Nähgut ausüben soll. Zu diesem Zweck ist die Stoffdrückerstange mit einem Kraftsensor verbunden, der zur Ermittlung der aktuellen Stoffdrückerkraft dient. Diese Meßsignale werden in Steuerungssignale für einen Linearmotor umgeformt, der auf dem Nähmaschinengehäuse befestigt ist, wobei die Stoffdrückerstange zugleich die Antriebsstange des Linearmotors bildet.
Abgesehen davon, daß bei dieser Stoffdrückereinrichtung ein erheblicher steuerungstechnischer Aufwand getrieben wird, besteht ein weiterer, sehr wesentlicher Nachteil darin, daß die Stoffdrückerstange unmittelbar mit der Antriebsstange des Linearmotors verbunden ist bzw. daß beide Stangen ein gemeinsames Bauteil bilden. Da diese Stange zusätzlich auch noch eine Spule bzw. die beweglichen Teile des Linearmotors trägt, ergibt sich eine insgesamt sehr große zu bewegende Masse. Zur Beherrschung der entsprechenden Massenträgheitskräfte müssen daher vom Linearmotor insbesondere bei hohen Drehzahlen der Nähmaschine sehr hohe Kräfte aufgebracht werden, damit sich der Stoffdrückerfuß nicht vom Stoffschieber abhebt. Die hohen aufzubringenden Kräfte bewirken wiederum starke Vibrationen der Nähmaschine.
Ausgehend von den vorstehend dargelegten Nachteilen und Unzulänglichkeiten liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Betätigungsvorrichtung so auszubilden, daß die Kraftübertragung auf die Stoffdrückereinrichtung auf unmittelbare, mechanisch einfache und doch präzise Weise erfolgt.
Diese Aufgabe wird durch eine Betätigungsvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gelöst, bei der gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung die Antriebsstange mit der Stoffdrückereinrichtung über mindestens ein federndes massearmes Kopplungselement in Verbindung steht und bei der die Stoffdrückereinrichtung durch den Linearmotor zwischen einer angehobenen Stellung und einer abgesenkten Stellung bewegbar ist.
Indem die Betätigungsvorrichtung als Stellelement für die Stoffdrückereinrichtung mindestens einen Linearmotor aufweist, dessen Antriebsstange zur Steuerung der Stoffdrückerkraft, die die Stoffdrückereinrichtung auf das Nähgut ausübt, mit der Stoffdrückereinrichtung in Verbindung steht, erfolgt die Kraftübertragung auf die Stoffdrückereinrichtung auf unmittelbare, mechanisch einfache und doch präzise Weise. Da die Krafteinwirkung beim Linearmotor von der Richtung des Stromflusses abhängig ist, wird die Stoffdrückereinrichtung in einer Stromflußrichtung angehoben und in der anderen Stromflußrichtung niedergedrückt, so daß die Stoffdrückereinrichtung gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung durch den Linearmotor zwischen einer angehobenen Stellung und einer abgesenkten Stellung bewegbar ist.
Aus diesem Grund ist der Linearmotor als unmittelbares Stellelement für die Stoffdrückereinrichtung in besonders überzeugender Weise geeignet, was sich von dem in der Vergangenheit weit verbreiteten Lösungsansatz, nämlich der Erzeugung der Andruckkraft mittels Federvorspannung, insofern unterscheidet, als letzterer, technisch überkommener Lösungsansatz zum Anheben der Stoffdrückereinrichtung ein zusätzliches Stellelement, beispielsweise einen Elektromagneten, verlangt. Im Gegensatz dazu dient der Linearmotor bei der vorliegenden Erfindung nicht nur zur Erzeugung der Stoffdrückerkraft, sondern wird auch zum Anheben und Absenken der Stoffdrückereinrichtung verwendet.
Gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung hingegen steht die Antriebsstange mit der Stoffdrückereinrichtung über mindestens ein federndes massearmes Kopplungselement in Verbindung. Auf diese Weise wird die Antriebsstange des Linearmotors von der Stoffdrückereinrichtung entkoppelt, so daß die zu bewegenden Massen gering gehalten sind.
In diesem Zusammenhang ist es an sich bekannt, bei einer Stoffdrückereinrichtung die bewegten Massen gering zu halten. So offenbart beispielsweise die DE-A-32 17 826 eine hohle Stoffdrückerstange, in der ein entsprechend ausgebildeter Schaft des Stoffdrückerfußes verschiebbar aufgenommen ist. Auf den Schaft drückt eine in der Stoffdrückerstange angeordnete Feder, die sich ihrerseits an einer verstellbaren Stange abstützt. Der Schaft des Stoffdrückerfußes ist mittels einer Halterungsplatte in einem etwas größeren Schlitz der hohlen Stoffdrückerstange aufgenommen, wodurch eine begrenzte vertikale Verschiebebewegung des Stoffdrückerfußes relativ zur hohlen Stoffdrückerstange möglich ist. Eine zweite stärkere Feder übt über ein an der hohlen Stoffdrückerstange befestigtes Führungsteil eine einstellbare Druckkraft auf die hohle Stoffdrückerstange aus, wobei deren Federweg durch einen an ihr befestigten Kragen begrenzt wird, der sich an einer festen Führungsbuchse abstützt.
Diese Konstruktion zur Verringerung der bewegten Massen ist auf eine Stoffdrückereinrichtung mit zwei Federn zugeschnitten und ist wegen der Maßnahmen zur Begrenzung des Federwegs für die Stoffdrückereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung mit nur einem federnden, frei beweglichen Kopplungselement ungeeignet. Diese Konstruktion konnte dem Fachmann daher keine Anregung zur Entwicklung der Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung geben.
Gemäß bevorzugter Ausgestaltungsformen, die unabhängig voneinander oder in Verbindung miteinander ausgeführt sein können, ist vorgesehen, daß
  • das Kopplungselement eine Schraubenfeder ist; und/oder
  • die Antriebsstange über der Stoffdrückereinrichtung angeordnet ist; und/oder
  • das Kopplungselement eine Blattfeder ist; und/oder
  • die Antriebsstange seitlich versetzt zur Stoffdrückereinrichtung angeordnet ist; und/oder
  • die Stoffdrückereinrichtung eine Stoffdrückerstange und einen Stoffdrückerfuß aufweist; und/oder
  • der Linearmotor so ausgebildet ist, daß die Stoffdrückereinrichtung bei nahezu verschwindendem Stromfluß in einer oberen Position gehalten ist; und/oder
  • die Stoffdrückereinrichtung programmgesteuert oder tastengesteuert kraftlos schaltbar ist; und/oder
  • der Linearmotor im wesentlichen eisenlos ist; und/oder
  • der Linearmotor mindestens zwei Permanentmagnete aufweist; und/oder
  • die Permanentmagnete rechteckförmig oder ringförmig sind; und/oder
  • das Material der Permanentmagnete auf Eisen, Neodym und Bor basiert; und/oder
  • der Magnetschluß innerhalb des Linearmotors über ein Gehäuse, über ein Mittelstück und über eine Luftstrecke mit Spule erfolgt; und/oder
  • die ringförmigen Permanentmagnete zueinander beabstandet angeordnet sind und daß die Magnetisierung des einen ringförmigen Permanentmagneten entgegen der Magnetisierung des anderen ringförmigen Permanentmagneten gerichtet ist; und/oder
  • die Lage der ringförmigen Permanentmagnete im Gehäuse des Linearmotors durch Abstandsringe vorgegeben ist; und/oder
  • die Spule in mindestens zwei gegensinnig gewickelte Teilspulen unterteilt ist; und/oder
  • die Antriebsstange über mindestens zwei Lagerbuchsen im Mittelstück geführt ist; und/oder
  • das Mittelstück eine Öffnung aufweist, in der ein als Gleitstein ausgebildetes Eisenstück oder ein Stift geführt ist; und/oder
  • das Eisenstück oder der Stift mit der Antriebsstange verbunden ist; und/oder
  • die Öffnung zentral im Mittelstück vorgesehen ist; und/oder
  • die Öffnung und/oder das Eisenstück rechteckförmig ausgebildet sind/ist; und/oder
  • an einem Ende des Eisenstücks ein überstehendes, eine magnetische Anziehungskraft erzeugendes Teil aus ferromagnetischem Material angeordnet ist; und/oder
  • das überstehende Teil aus Stahl ist; und/oder
  • das Eisenstück zur Übertragung der Antriebskraft auf die Antriebsstange über einen Spulenträger mit der Spule verbunden ist; und/oder
  • die Öffnung als Langloch und der Stift rund ausgebildet ist; und/oder
  • der Stift aus Stahl ist; und/oder
  • die Antriebsstange durch mindestens ein Federelement vorgespannt ist; und/oder
  • mindestens zwei Federelemente vorgesehen sind;
    und/oder
  • die Federelemente an beiden Seiten des Mittelstücks angeordnet sind; und/oder
  • der Linearmotor im stromlosen Zustand die Stoffdrückereinrichtung mittels des mindestens einen Federelements mit einer Kraft gegen eine Stichplatte der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine drückt, die in etwa ein Drittel der maximalen Kraft der Stoffdrückereinrichtung beträgt; und/oder
  • die Richtung und/oder die Stärke des Stromflusses im Linearmotor durch mindestens einen Mikroprozessor steuerbar ist; und/oder
  • die Bewegung der Stoffdrückereinrichtung durch den Linearmotor zeitgesteuert erfolgt; und/oder
  • kurz vor Erreichen der angehobenen Stellung bzw. kurz vor Erreichen der abgesenkten Stellung jeweils eine Umkehr der Stromrichtung im Linearmotor vorgesehen ist; und/oder
  • die Kraft des Linearmotors mittels der Winkelposition der Hauptwelle der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine steuerbar ist; und/oder
  • der Linearmotor in der Transportphase des Stoffschiebers eine Kraft aufbringt, die der über das Kopplungselement auf die Antriebsstange einwirkenden Kraft entgegenwirkt; und/oder
  • die Kraft des Linearmotors und die über das Kopplungselement auf die Antriebsstange einwirkende Kraft betragsmäßig in etwa gleich groß ist; und/oder
  • der Stromfluß im Linearmotor außerhalb der Transportphase des Stoffschiebers herabgesetzt ist; und/oder
  • das Kopplungselement bei hohen Drehzahlen der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine eine erhöhte Vorspannung aufweist; und/oder
  • der Stromfluß im Linearmotor bei hohen Drehzahlen der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine einen Gleichstromanteil aufweist; und/oder
  • der Gleichstromanteil des Stromflusses zeitabhängig und/oder in Abhängigkeit von der Drehzahl der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine veränderbar ist; und/oder
  • die funktionelle Abhängigkeit des Stromflusses von der Drehzahl der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine nach erstmaliger Ermittlung in der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine speicherbar ist; und/oder
  • der Einschaltpunkt des Stromflusses bei hohen Drehzahlen der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine um ein Winkelmaß vorverlegbar ist; und/oder
  • der Einschaltpunkt des Stromflusses in Abhängigkeit von der Drehzahl der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine vorverlegbar ist; und/oder
  • die Stoffdrückereinrichtung bei der ersten Stichbildung kraftlos geschaltet ist.
Im einzelnen ist zu den bevorzugten Ausführungsformen, die unabhängig voneinander oder in Verbindung miteinander vorgesehen sein können, folgendes zu erläutern:
Beim Kopplungselement gemäß der Lehre der vorliegenden Erfindung handelt es sich vorteilhafterweise um eine Schraubenfeder. Hierdurch ist zwar einerseits die Antriebsstange des Linearmotors von der Stoffdrückereinrichtung entkoppelt, andererseits ist jedoch die erwünschte direkte Verbindung zwischen der Antriebsstange des Linearmotors und der Stoffdrückereinrichtung gewährleistet.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung ist die Antriebsstange über der Stoffdrückereinrichtung angeordnet. Bei einer derartigen Ausgestaltung erfolgt die Kraftübertragung von der Antriebsstange des Linearmotors auf die Stoffdrückereinrichtung auf mechanisch besonders einfache und doch präzise Weise.
Alternativ zu der vorstehend dargelegten Ausgestaltung mit Schraubenfeder kann das Kopplungselement auch in Form einer Blattfeder ausgebildet sein. Eine derartige Ausführungsform bietet sich insbesondere dann an, wenn die Antriebsstange, beispielsweise aus konstruktiven Gründen, zweckmäßigerweise seitlich versetzt zur Stoffdrückereinrichtung angeordnet ist.
Die Stoffdrückereinrichtung, die zweckmäßigerweise programmgesteuert oder tastengesteuert kraftlos schaltbar ist, weist in bevorzugter Weise eine Stoffdrückerstange und einen Stoffdrückerfuß auf.
Der Linearmotor ist gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung so ausgebildet, daß die Stoffdrückereinrichtung bei nahezu verschwindendem Stromfluß in einer oberen Position gehalten ist.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist der Linearmotor im wesentlichen eisenlos. Dies hat den nicht unmaßgeblichen Vorteil, daß auf die beweglichen Teile des Linearmotors keine zusätzlichen magnetischen Kräfte einwirken, so wie dies bei Linearmotoren mit Eisenteilen unerwünschterweise der Fall ist.
Praktischerweise weist der Linearmotor mindestens zwei vorzugsweise ringförmige Permanentmagnete auf, mit denen das magnetische Feld erzeugt wird.
Das Material der Permanentmagnete kann hierbei auf Eisen, Neodym und Bor basieren, da mit diesen Magnetwerkstoffen unter preisgünstigen Bedingungen sehr hohe Energiedichten erzielbar sind. Mit derartigen, sehr hohen Energiedichten kann auch die für die Stoffdrückereinrichtung erforderliche Kraft ohne weiteres in unmittelbarer Weise erzeugt werden.
Der Linearmotor weist zweckmäßigerweise unter anderem ein Gehäuse, ein Mittelstück und eine Luftstrecke mit Spule auf. Demzufolge kann der Magnetkreis innerhalb des Linearmotors praktischerweise über das Gehäuse, über das Mittelstück und über die Luftstrecke mit Spule geschlossen werden.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung sind die ringförmigen Permanentmagnete zueinander beabstandet angeordnet, wobei die Magnetisierung des einen ringförmigen Permanentmagneten vorteilhafterweise entgegen der Magnetisierung des anderen ringförmigen Permanentmagneten gerichtet ist und/oder wobei die Lage der ringförmigen Permanentmagnete im Gehäuse des Linearmotors vorzugsweise durch Abstandsringe vorgegeben ist.
Hierbei kann die Spule zweckmäßigerweise in mindestens zwei gegensinnig gewickelte Teilspulen unterteilt sein, wobei die Gesamtinduktivität der Spule durch diese Art der Wicklung wesentlich kleiner als die Induktivität einer Teilspule ist, so daß eine kleine elektrische Zeitkonstante des Linearmotors gewährleistet ist; hierdurch ist eine winkelsynchrone Ansteuerung der Motorkraft möglich, und der Linearmotor ist sehr schnell steuerbar.
In der demzufolge vorzugsweise zweikammerig aufgeteilten Spule wird hierbei eine Kraft erzeugt, sobald die Spule von elektrischem Strom durchflossen ist. Diese Kraft ist proportional zur Stromstärke und unabhängig vom Ort der Spule, solange sich die Spule im homogenen Teil des Magnetfeldes befindet; die Kraftrichtung ist naturgemäß von der Richtung des Stromflusses abhängig, wobei die Richtung und/oder die Stärke des Stromflusses im Linearmotor empfehlenswerterweise durch mindestens einen Mikroprozessor steuerbar ist.
Unabhängig hiervon oder im Zusammenhang hiermit kann die Bewegung der Stoffdrückereinrichtung durch den Linearmotor zeitgesteuert erfolgen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung ist die Antriebsstange über mindestens zwei Lagerbuchsen im Mittelstück geführt.
Das Mittelstück kann eine vorzugsweise zentral vorgesehene Öffnung aufweisen, in der ein als Gleitstein ausgebildetes Eisenstück geführt ist, das vorteilhafterweise mit der Antriebsstange verbunden ist. Hierbei sind/ist die Öffnung und/oder das Eisenstück optionalerweise rechteckförmig ausgebildet. Sinn und Zweck dieses Eisenstücks bestehen darin, einerseits die Antriebsstange gegen Verdrehung zu sichern; andererseits soll die Antriebskraft der Spule über das Eisenstück auf die Antriebsstange übertragen werden.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist an einem Ende des Eisenstücks ein überstehendes, eine magnetische Anziehungskraft erzeugendes Teil aus ferromagnetischem Material, vorzugsweise aus Stahl, angeordnet. Wie vorstehend bereits andeutungsweise erläutert, kann dieses Eisenstück zur Übertragung der Antriebskraft auf die Antriebsstange über einen Spulenträger mit der Spule verbunden sein.
In einer zum als Gleitstein ausgebildeten Eisenstück alternativen erfinderungswesentlichen Weiterbildung kann das Mittelstück eine vorzugsweise zentral vorgesehene Öffnung aufweisen, in der ein zweckmäßigerweise aus Stahl gefertigter Stift geführt ist, der vorteilhafterweise mit der Antriebsstange verbunden ist. Hierbei ist die Öffnung optionalerweise als Langloch und der Stift optionalerweise rund ausgebildet. Sinn und Zweck dieses Stifts bestehen darin, einerseits die Antriebsstange gegen Verdrehung zu sichern; andererseits soll die Antriebskraft der Spule über den Stift auf die Antriebsstange übertragen werden.
Die vorgenannten Eigenschaften und Merkmale sind für einen Stoffdrückerantrieb in überzeugender Weise geeignet, da hierdurch die Stoffdrückerkraft in Abhängigkeit von der Drehzahl der Nähmaschine verstellbar ist. Die erforderliche Andruckkraft für die Stoffdrückereinrichtung ist jedoch relativ hoch, so daß ein Direktantrieb, wie er bei dieser Erfindung vorliegt, größere Dimensionen des Linearmotors bedingen würde. Um jedoch eine kompakte Bauweise des Linearmotors zu gewährleisten, ist die Antriebsstange gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung der Betätigungsvorrichtung durch mindestens ein Federelement vorgespannt.
Wenn gemäß einer zweckmäßigen Ausgestaltungsform der vorliegenden Erfindung mindestens zwei Federelemente vorgesehen sind, so sind diese Federelemente in bevorzugter Weise an beiden Seiten des Mittelstücks angeordnet, um eine zusätzliche Momentenerzeugung auf zuverlässige Weise zu verhindern.
Hierbei sollte der Linearmotor im stromlosen Zustand die Stoffdrückereinrichtung mittels des mindestens einen Federelements mit einer Kraft gegen eine Stichplatte der Nähmaschine sowie gegen einen Stoffschieber, der in der Transportphase mit seinen Zähnen über die Oberseite der Stichplatte hinausragt, drücken, die vorzugsweise in etwa ein Drittel der maximalen Kraft der Stoffdrückereinrichtung beträgt. Bei langsamen Nähgeschwindigkeiten wird mit dieser Andruckkraft des mindestens einen Federelements genäht, wobei diese Andruckkraft erforderlichenfalls noch verringerbar ist, indem ein entsprechender Strom in negativer Richtung durch den Linearmotor geschickt wird.
Nachfolgend werden die bevorzugten Arbeitsweisen und die gewünschten Funktionen der Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, so wie sie sich durch die vorstehend dargelegten vorteilhaften Ausführungsformen als sachdienlich erweisen:
In bevorzugter Weise ist der Stromfluß durch den Linearmotor in negativer Richtung so bemeßbar, daß die Kraft des mindestens einen Federelements kompensiert wird und die Stoffdrückerkraft mithin verschwindet. Ein derartiges Kraftlosschalten der Stoffdrückereinrichtung hat für die Nähtechnik insbesondere dann Bedeutung, wenn die Naht winklig verläuft.
Im Eckpunkt der Naht stoppt die Nähmaschine in der Position, in der die Nadel unten ist. Die Stoffdrückereinrichtung wird dann zweckmäßigerweise kraftlos geschaltet, damit das Nähgut in komfortabler Weise in die gewünschte Richtung gedreht werden kann. Wie vorstehend bereits angedeutet, kann dieses Kraftlosschalten der Stoffdrückereinrichtung hierbei entweder programmgesteuert oder tastengesteuert erfolgen.
Um bei Nähmaschinen mit elliptisch angetriebenen Stoffschiebern auch bei höheren Drehzahlen der Nähmaschine einen einwandfreien Nähguttransport zu gewährleisten, kann die von der Stoffdrückereinrichtung ausgeübte Andruckkraft erhöht werden. Mit der größer werdenden Nähgeschwindigkeit wird entsprechend die Transportzeit immer kürzer. Da der Transportweg konstant ist, steigen die wirkenden Beschleunigungen bei höheren Drehzahlen der Nähmaschine in nicht proportionaler Weise an.
Bei den vorgenannten Transporteinrichtungen entstehen hierbei horizontale und vertikale Beschleunigungen. Aufgrund der vertikalen Beschleunigungen besteht die Gefahr, daß sich die Stoffdrückereinrichtung vom Nähgut abhebt und demzufolge der Transport beeinträchtigt wird. Aus diesem Grund wird bei den konventionellen, aus dem Stand der Technik bekannten Nähmaschinen die Stoffdrückerkraft durch eine starke Feder erzeugt, so daß ein Feder-Masse-System mit geringer Reibung vorliegt, wobei die Masse dieses schwingungsfähigen Systems durch die äquivalente Masse der Feder und durch die tatsächliche Masse der Stoffdrückereinrichtung bestimmt ist.
Hierbei hatten Versuche, die Eigenfrequenz dieses Feder-Masse-Systems zu erhöhen, zu einer sehr starken Feder geführt, die sich jedoch bei den niedrigen Nähgeschwindigkeiten nachteilig bemerkbar machte.
Erfreulicherweise kann beim erfindungsgemäßen Einsatz des Linearmotors als krafterzeugendes Element diese Feder entfallen. Bei einer direkten Ankopplung des Linearmotors an die Stoffdrückereinrichtung können jedoch andere Probleme entstehen, denn in diesem Fall würde die vertikale Bewegung der Transporteinrichtung die Stoffdrückereinrichtung mit den beweglichen Teilen des Linearmotors nach oben beschleunigen.
Um diese Bewegung abzubremsen und die Kraft auf das Nähgut in einem Bruchteil der Transportphase zu erzeugen, müßte der Linearmotor erheblich mehr Kraft produzieren als die Feder in den konventionellen, aus dem Stand der Technik bekannten Systemen. Aus diesem Grund steht die Antriebsstange mit der Stoffdrückereinrichtung über mindestens ein federndes Kopplungselement in Verbindung. Indem mithin die Antriebsstange des Linearmotors durch das federnde Kopplungselement von der Stoffdrückereinrichtung entkoppelt ist, können die zu bewegenden Massen klein gehalten werden. Hierbei drückt die Antriebsstange des Linearmotors den Stoffdrückerfuß über das Kopplungselement gegen eine Stichplatte.
Die Stoffdrückereinrichtung bewegt sich zu Beginn der Transportphase nach oben. Diese Bewegung drückt das Kopplungselement zusammen, so daß die Kraft entsprechend der Härte des Kopplungselements wächst. Die Antriebsstange des Linearmotors würde durch diese Kraftdifferenz beschleunigt werden; da jedoch die Masse der beweglichen Teile des Linearmotors im Vergleich zur Stoffdrückerstange relativ groß ist und außerdem eine gewisse Reibung vorhanden ist, ist davon auszugehen, daß sich die Antriebsstange des Linearmotors bei den höheren Drehzahlen der Nähmaschine nicht aus ihrer Ruhelage bewegt.
Da die beweglichen Teile des Linearmotors im Gegensatz zum Anker eines herkömmlichen Elektromagneten vorzugsweise massearm sind, genügt eine relativ geringe Kraft des Linearmotors aus, um die Stoffdrückereinrichtung in kurzer Zeit in die Anfangsposition zu bringen. Je schwächer das Kopplungselement ausgelegt ist, desto besser ist die Entkopplung der Antriebsstange des Linearmotors von der Stoffdrückereinrichtung. Dies bedingt jedoch einen längeren Weg der Antriebsstange beim Aufbringen der Stoffdrückerkraft, weswegen die Härte des Kopplungselements von Fall zu Fall an die jeweilige Anwendung anzupassen ist.
Wenn die Stoffdrückereinrichtung angehoben wird, muß der Linearmotor die Vorspannkraft des optional vorgesehenen, mindestens einen Federelements überwinden, durch das die Antriebsstange vorgespannt ist. Bei einer Aufwärtsbewegung der Stoffdrückereinrichtung wird dieses mindestens eine Federelement gespannt, so daß die Vorspannkraft mit dem Hub der Stoffdrückereinrichtung größer wird.
Wenn die Stoffdrückereinrichtung ihre obere Position erreicht hat und in dieser oberen Position für einige Zeit gehalten werden soll, hat der Linearmotor zumindest eine der Federkraft äquivalente Kraft aufzubringen. Hierzu wird zunächst mit dem maximalen Strom die Stoffdrückereinrichtung angehoben und dann der Strom soweit abgesenkt, daß die Stoffdrückereinrichtung in ihrer oberen Position gehalten wird.
Bei der vorstehend dargelegten Ausführungsform, bei der anstelle des Stifts das als Gleitstein ausgebildete Eisenstück vorgesehen ist, kann dieser Haltestrom wesentlich reduziert werden, indem am oberen Punkt der vorstehend bereits dargelegte Selbsthaltemechanismus in Form des überstehenden, eine magnetische Anziehungskraft erzeugenden Teils aus ferromagnetischem Material vorgesehen ist.
Wenn die Stoffdrückereinrichtung abgesenkt ist, zeigt dieses überstehende Teil keine Wirkung. Wenn sich die Stoffdrückereinrichtung jedoch ihrer oberen Endposition nähert, kommt das überstehende Teil in den Wirkungsbereich der Permanentmagnete. Ein Teil der magnetischen Feldlinien verläuft dann über das überstehende Teil, so daß eine Anziehungskraft in Richtung der Permanentmagnete entsteht; mithin ist die Richtung dieser Anziehungskraft in entgegengesetzter Richtung zur Kraft der Vorspannung durch die Federelemente. Die Größe der Anziehungskraft hängt vom mechanischen Aufbau ab:
Die maximale Anziehungskraft tritt hierbei dann auf, wenn sich das überstehende, die magnetische Anziehungskraft erzeugende Teil in der obersten Position der Stoffdrückereinrichtung am Rande des homogenen magnetischen Feldes befindet. Die Dimensionierung dieser Einheit sollte hierbei so gewählt sein, daß sich die magnetische Anziehungskraft und die Kraft der Vorspannung durch die Federelemente nahezu aufheben.
Wenn nun die Stoffdrückereinrichtung generell abgesenkt werden soll, wird der Linearmotor mit dem maximalen Strom in der Weise versorgt, daß die Antriebsstange des Linearmotors eine Kraftrichtung nach unten erfährt.
Nach einer kleinen Wegstrecke verschwindet die magnetische Anziehungskraft, und die Antriebsstange wird unter Einwirkung der Kraft des Linearmotors und der Kraft der Vorspannung durch das mindestens eine Federelement stark nach unten hin beschleunigt, was einen unerwünscht starken Schlag des Stoffdrückerfußes auf die Stichplatte zur Folge hätte.
Um ein derartiges Anschlagen zu verhindern und damit verbunden eine Geräuschminderung zu erzielen, ist in zweckmäßiger Weise kurz vor Erreichen der angehobenen Stellung bzw. kurz vor Erreichen der abgesenkten Stellung jeweils eine Umkehr der Stromrichtung im Linearmotor vorgesehen, das heißt der Stromfluß des Linearmotors kann zeitgesteuert kurz vor Erreichen der unteren Position für eine bestimmte Zeit in die entgegengesetzte Richtung geschaltet und damit die Stoffdrückereinrichtung gebremst werden. Der Zeitpunkt der Umkehrung der Richtung des Stromflusses und die Dauer der Bremsphase ist hierbei an die mechanischen Gegebenheiten anzupassen.
Die im wesentlichen gleiche Vorgehensweise kann in analoger Form auch beim Anheben der Stoffdrückereinrichtung eingesetzt werden, um ein weiches Anschlagen gegen die angehobene Stellung zu ermöglichen.
Um Vibrationen im unteren Drehzahlbereich der Nähmaschine zu vermeiden und um im mittleren Drehzahlbereich der Nähmaschine eine konstante tatsächliche Stichlänge zu erzielen, ist die Kraft des Linearmotors gemäß einer besonders erfinderischen Weiterbildung der vorliegenden Betätigungsvorrichtung mittels der Winkelposition der Hauptwelle der Nähmaschine steuerbar.
Hierbei kann die Kraft des Linearmotors mit dem Winkel der Hauptwelle der Nähmaschine etwa in der Weise gesteuert werden, daß der Linearmotor in der Transportphase des Stoffschiebers, in der der Stoffschieber mit seinen Zähnen über die Oberseite der Stichplatte hinausragt, eine Kraft aufbringt, die der über das Kopplungselement auf die Antriebsstange einwirkenden Kraft entgegenwirkt.
Wenn etwa der Stoffschieber den Stoffdrückerfuß um eine bestimmte Wegstrecke nach oben drückt, erzeugt die Wegänderung über das Kopplungselement mit der Federkonstanten eine Krafteinwirkung auf die Antriebsstange. Wenn die Kraft des Linearmotors und die über das Kopplungselement auf die Antriebsstange einwirkende Kraft in bevorzugter Weise betragsmäßig in etwa gleich groß sind, bleibt die Antriebsstange in ihrer Ruhelage stehen.
Außerhalb der Transportphase des Stoffschiebers ist der Stromfluß im Linearmotor in bevorzugter Weise herabgesetzt, wodurch zugleich die Erwärmung der Spule bzw. der Teilspulen gering gehalten wird.
Um eine Änderung der tatsächlichen Stichlänge bei hohen Drehzahlen der Nähmaschine zu verhindern, weist das Kopplungselement bei hohen Drehzahlen der Nähmaschine gemäß einer erfindungswesentlichen Weiterbildung der vorliegenden Betätigungsvorrichtung eine erhöhte Vorspannung auf. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt sein, daß der Stromfluß im Linearmotor bei hohen Drehzahlen der Nähmaschine einen Gleichstromanteil aufweist, wodurch eine konstante Kraftkomponente des Linearmotors bewirkt wird.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Gleichstromanteil des Stromflusses zeitabhängig und/oder in Abhängigkeit von der Drehzahl der Nähmaschine veränderbar. Somit erhöht sich die Kraftkomponente zweckmäßigerweise mit der Drehzahl, wobei die Abhängigkeit der Stromänderung von der Drehzahl durch den Aufbau der Nähmaschine bestimmt ist; aus diesem Grunde ist die funktionelle Abhängigkeit des Stromflusses von der Drehzahl der Nähmaschine nach erstmaliger Ermittlung in der Nähmaschine speicherbar.
Um den Einfluß der elektrischen Zeitkonstante des Linearmotors bei hohen Drehzahlen der Nähmaschine zu eliminieren, ist der Einschaltpunkt des Stromflusses bei hohen Drehzahlen der Nähmaschine in bevorzugter Weise um ein Winkelmaß vorverlegbar, und zwar zweckmäßigerweise in Abhängigkeit von der Drehzahl der Nähmaschine. Hierdurch ist sichergestellt, daß der Linearmotor beim Bewegungsbeginn der Stoffdrückereinrichtung, insbesondere des Stoffdrückerfußes, die erforderliche Gegenkraft erreichen kann.
Die vorstehend erläuterten Möglichkeiten, die Kraft des Linearmotors als Funktion der Winkelstellung der Hauptwelle der Nähmaschine oder auch zeitabhängig ändern zu können, lassen sich dazu nutzen, die sogenannte Wischerfunktion auch mit einer linearmotorbetriebenen Stoffdrückereinrichtung zu
erfüllen. Beim Nähanfang muß das freie Ende des Nadelfadens frei liegen. Nur dann kann das Fadenende bei der Schlingenbildung in das Nähgut gezogen werden und ist dadurch später von oben nicht mehr sichtbar.
Um dies zu erreichen, wird der Fadenanfang nach dem Schneiden bisher konventionellerweise durch eine Wischereinrichtung in Richtung der Näherin auf die Stoffdrückereinrichtung gelegt. Würde stattdessen das Fadenende von der Stoffdrückereinrichtung eingeklemmt, so würde die für die Schlingenbildung benötigte Fadenmenge vom Fadenvorrat abgezogen, so daß das eingeklemmte Fadenende sichtbar bleibt.
Dieser Fehler kann nun mit Hilfe des Linearmotors gemäß der vorliegenden Erfindung vermieden werden, ohne daß es einer kostspieligen Wischereinrichtung bedarf. Hierzu ist die Stoffdrückereinrichtung, insbesondere der Stoffdrückerfuß, gemäß einer erfindungswesentlichen Weiterbildung der vorliegenden Betätigungsvorrichtung bei der ersten Stichbildung kraftlos geschaltet, beispielsweise indem die Kraft des mindestens einen Federelements mit der Kraft des Linearmotors kompensiert wird. Wenn nun zu Nähbeginn das Nadelfadenende unter der Stoffdrückereinrichtung liegt, wird das Nadelfadenende von der Stoffdrückereinrichtung nicht mehr festgehalten und kann demzufolge bei der ersten Stichbildung genau so nach unten gezogen werden, als wenn es auf der Stoffdrückereinrichtung liegen würde. Nach der ersten Stichbildung wird der Linearmotor dann in bevorzugter Weise in den normalen Nähbereich umgeschaltet.
Weitere Ausgestaltungen, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in der Zeichnung anhand der Figuren 1 bis 8 beschrieben, durch die in exemplarischer Form verschiedene Ausführungsbeispiele der Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung veranschaulicht sind.
Es zeigt:
Figur 1
ein erstes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 2
ein zweites Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;
Figur 3
ein erstes Ausführungsbeispiel des Linearmotors aus der Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, im Längsschnitt;
Figur 4
den Linearmotor aus Figur 3, in Aufsicht gemäß der Linie IV - IV in Figur 3;
Figur 5
ein zweites Ausführungsbeispiel des Linearmotors aus der Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, im Längsschnitt;
Figur 6
eine Schnittdarstellung einer Kabeldurchführung beim Linearmotor aus Figur 5;
Figur 7
ein Diagramm der Größe der tatsächlichen Stichlänge L in Abhängigkeit von der Drehzahl n der Nähmaschine; und
Figur 8
ein Diagramm des Motorstroms I in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Hauptwelle der Nähmaschine.
Identische Bezugszeichen beziehen sich auf gleich oder ähnlich ausgebildete Elemente oder Merkmale in den Figuren 1 bis 8.
Figur 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Die für eine Nähmaschine (im folgenden umfaßt der Begriff "Nähmaschine" auch Näheinrichtungen, wobei sich die vorliegende Erfindung sowohl auf Näheinrichtungen als auch auf Nähmaschinen bezieht) vorgesehene Betätigungsvorrichtung weist eine Stoffdrückereinrichtung 3 zum Niederhalten des Nähgutes während der Stichbildung und des Nähguttransportes auf. Hierbei drückt der Linearmotor 1 im stromlosen Zustand die Stoffdrückereinrichtung 3 mit einer Kraft gegen eine Stichplatte 4 der Nähmaschine sowie gegen einen Stoffschieber 5, der in der Transportphase mit seinen Zähnen über die Oberseite der Stichplatte 4 hinausragt. Die Stoffdrückereinrichtung 3 weist hierzu eine Stoffdrückerstange 31 und einen Stoffdrückerfuß 32 auf, wobei der Stoffschieber 5 in der in Figur 1 dargestellten angehobenen Stellung an der Unterseite des Stoffdrückerfußes 32 anstößt (vgl. auch Figur 2).
Des weiteren weist die Betätigungsvorrichtung als Stellelement für die Stoffdrückereinrichtung 3 einen Linearmotor 1 auf, dessen Antriebsstange 10 zur Steuerung der Stoffdrückerkraft, die die Stoffdrückereinrichtung 3 auf das Nähgut ausübt, über ein federndes massearmes Kopplungselement 2 mit der Stoffdrückereinrichtung 3 in Verbindung steht. Auf diese Weise wird die Antriebsstange 10 des Linearmotors 1 von der Stoffdrückereinrichtung 3 entkoppelt, so daß die zu bewegenden Massen gering gehalten sind.
Bei diesem Kopplungselement 2 handelt es sich bei dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung um eine Schraubenfeder. Hierdurch ist zwar einerseits die Antriebsstange 10 des Linearmotors 1 von der Stoffdrückereinrichtung 3 entkoppelt, andererseits ist jedoch die erwünschte direkte Verbindung zwischen der Antriebsstange 10 des Linearmotors 1 und der Stoffdrückereinrichtung 3 gewährleistet.
In Figur 1 ist die Antriebsstange 10 über der Stoffdrückereinrichtung 3 angeordnet. Bei einer derartigen Ausgestaltung erfolgt die Kraftübertragung von der Antriebsstange 10 des Linearmotors 1 auf die Stoffdrückereinrichtung 3 auf mechanisch besonders einfache und doch präzise Weise.
In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Betätigungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.
Dieses zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom in Figur 1 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel im wesentlichen dadurch, daß das Kopplungselement 2 in Form einer Blattfeder ausgebildet ist. Eine derartige Ausgestaltungsform bietet sich insbesondere dann an, wenn die Antriebsstange 10, beispielsweise aus konstruktiven Gründen, seitlich versetzt zur Stoffdrückereinrichtung 3 angeordnet ist, so wie dies in Figur 2 dargestellt ist.
Figur 3 zeigt im Längsschnitt ein erstes Ausführungsbeispiel des Linearmotors 1, das der Betätigungsvorrichtung aus Figur 1 oder der Betätigungsvorrichtung aus Figur 2 zugeordnet sein kann; in Figur 4 ist der Linearmotor 1 aus Figur 3 in Aufsicht gemäß der Linie IV - IV in Figur 3 dargestellt.
Die Tatsache, daß der Linearmotor 1 im wesentlichen eisenlos ist, hat den nicht unmaßgeblichen Vorteil, daß auf die beweglichen Teile des Linearmotors 1 keine zusätzlichen magnetischen Kräfte einwirken.
Der Linearmotor 1 weist zwei rechteckförmige Permanentmagnete 11a, 11b auf, mit denen das magnetische Feld erzeugt wird. Das Material der Permanentmagnete 11a, 11b basiert hierbei auf Eisen, Neodym und Bor, da mit diesen Magnetwerkstoffen unter preisgünstigen Bedingungen sehr hohe Energiedichten erzielbar sind. Mit derartigen, sehr hohen Energiedichten kann auch die für die Stoffdrückereinrichtung 3 erforderliche Kraft ohne weiteres in unmittelbarer Weise erzeugt werden.
Der Linearmotor 1 weist ferner unter anderem ein Gehäuse 12, ein Mittelstück 13 und eine Luftstrecke mit der Spule 14 auf. Demzufolge kann der Magnetkreis innerhalb des Linearmotors 1 über das Gehäuse 12, über das Mittelstück 13 und über die Luftstrecke mit Spule 14 geschlossen werden.
In der Spule 14 wird hierbei eine Kraft erzeugt, sobald die Spule 14 von elektrischem Strom durchflossen ist. Diese Kraft ist proportional zur Stromstärke und unabhängig vom Ort der Spule 14, solange sich die Spule 14 im homogenen Teil des Magnetfeldes befindet; die Kraftrichtung ist naturgemäß von der Richtung des Stromflusses abhängig, wobei die Richtung und/oder die Stärke des Stromflusses im Linearmotor 1 durch einen (in der Zeichnung aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht abgebildeten) Mikroprozessor steuerbar ist.
Wie des weiteren der Darstellung der Figur 3 entnehmbar ist, ist die Antriebsstange 10 über zwei Lagerbuchsen 15a, 15b im Mittelstück 13 geführt. Das Mittelstück 13 weist eine zentral vorgesehene Öffnung 13a auf, in der ein als Gleitstein ausgebildetes Eisenstück 16 geführt ist, das mit der Antriebsstange 10 verbunden ist. Hierbei sind die Öffnung 13a und das Eisenstück 16 rechteckförmig ausgebildet.
Sinn und Zweck dieses Eisenstücks 16 bestehen darin, einerseits die Antriebsstange 10 gegen Verdrehung zu sichern; andererseits soll die Antriebskraft über das Eisenstück 16 auf die Antriebsstange 10 übertragen werden. Dieses Eisenstück 16 ist zur Übertragung der Antriebskraft auf die Antriebsstange 10 über einen Spulenträger 17 mit der Spule 14 verbunden.
Am in den Figuren 3 und 4 linken Ende des Eisenstücks 16 ist ein überstehendes (vgl. Figur 3), eine magnetische Anziehungskraft erzeugendes Teil 16a aus ferromagnetischem Material, vorliegend aus Stahl, angeordnet.
Figur 5 zeigt im Längsschnitt ein zweites Ausführungsbeispiel des Linearmotors 1, das der Betätigungsvorrichtung aus Figur 1 oder der Betätigungsvorrichtung aus Figur 2 zugeordnet sein kann; in Figur 6 ist eine Schnittdarstellung einer Kabeldurchführung beim Linearmotor aus Figur 5 dargestellt.
Zur Vermeidung überflüssiger Wiederholungen werden nachfolgend nur die Ausgestaltungen und Merkmale erläutert, durch die sich das anhand der Figuren 5 und 6 veranschaulichte zweite Ausführungsbeispiel des Linearmotors 1 vom anhand der Figuren 3 und 4 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiel des Linearmotors 1 unterscheidet.
Das in Figur 5 gezeigte zweite Ausführungsbeispiel des Linearmotors 1 weist zwei ringförmige, radial magnetisierte und zueinander beabstandete Permanentmagnete 11a, 11b auf, mit denen das magnetische Feld erzeugt wird und deren Lage im Gehäuse des Linearmotors 1 durch Abstandsringe 18a, 18b, 18c vorgegeben ist.
Hierbei unterscheidet sich die Richtung der Magnetisierung der beiden Permanentmagnete: Wenn beispielsweise beim einen ringförmigen Permanentmagnet 11a die Innenfläche magnetisch den Südpol und die Außenfläche magnetisch den Nordpol aufweist, ist die Richtung der Magnetisierung beim anderen ringförmigen Permanentmagnet 11b umgekehrt.
Hierdurch wird erreicht, daß der magnetische Rückschluß nur die Hälfte des Hauptfeldes führen muß.
Aufgrund dieser magnetischen Anordnung wird die Spule 14 in zwei gegensinnig gewickelte Teilspulen 14a und 14b unterteilt, wobei die Gesamtinduktivität der Spule 14 durch diese Art der Wicklung wesentlich kleiner als die Induktivität einer Teilspule 14a, 14b ist, so daß der Linearmotor 1 sehr schnell steuerbar ist.
Die Teilspulen 14a, 14b sind auf einen Spulenträger 17 aus nicht magnetischem Material gewickelt. Dieser Spulenträger 17 ist mit Hilfe eines Stiftes 26 fest mit der Antriebsstange 10 verbunden. Um die Trägheitsmasse des Linearmotors 1 gering zu halten, ist die Antriebsstange 10 hohl ausgebildet. Die Spule 14 mit dem Spulenträger 17 ist der bewegliche Teil des Linearmotors 1, wobei die Stromzuführung zur beweglichen Spule 14 erfindungsgemäß entsprechend Figur 6 gelöst ist, die eine Schnittdarstellung einer Kabeldurchführung beim Linearmotor 1 aus Figur 5 veranschaulicht:
Eine elektrische, beispielsweise zweiadrige Anschlußleitung 21 für die Spule 14 wird durch eine Aussparung 13b des Mittelstücks 13 und durch die hohle Antriebsstange 10 nach außen geführt. Da der Spulenträger 17 mit Hilfe des Stiftes 26 fest mit der Antriebsstange 10 verbunden ist, wirken bei der Bewegung der Spule 14 auf die elektrische Anschlußleitung 21 keine Zugkräfte ein. Das Ende der Anschlußleitung 21 ist mit einem Stecker 20 verbunden, der zugleich die Zugentlastung des Gegensteckers beinhaltet.
Dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Linearmotors 1 und dem in den Figuren 5 und 6 dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel des Linearmotors 1 ist gemeinsam, daß die Antriebsstange 10 über zwei Lagerbuchsen 15a, 15b im Mittelstück 13 geführt. Das Mittelstück 13 weist eine zentral vorgesehene Öffnung 13a auf, in der ein Stift 26 aus Stahl geführt ist, der mit der Antriebsstange 10 verbunden ist. Hierbei ist die Öffnung 13a als Langloch und der Stift 26 rund ausgebildet.
Sinn und Zweck dieses Stifts 26 bestehen - ebenso wie in bezug auf das Eisenstück 16 gemäß dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten ersten Ausführungsbeispiel des Linearmotors 1 - darin, einerseits die Antriebsstange 10 gegen Verdrehung zu sichern; andererseits soll die Antriebskraft über den Stift 26 auf die Antriebsstange 10 übertragen werden.
Die vorgenannten Eigenschaften und Merkmale sind für einen Stoffdrückerantrieb in überzeugender Weise geeignet, da hierdurch die Stoffdrückerkraft in Abhängigkeit von der Drehzahl n der Nähmaschine verstellbar ist. Die erforderliche Andruckkraft für die Stoffdrückereinrichtung 3 ist jedoch relativ hoch, so daß ein Direktantrieb, wie er bei der veranschaulichten Ausführungsform vorliegt, größere Dimensionen des Linearmotors 1 bedingen würde.
Um jedoch eine kompakte Bauweise des Linearmotors 1 zu gewährleisten, ist die Antriebsstange 10 beim anhand der Figuren 3 und 4 veranschaulichten ersten Ausführungsbeispiel des Linearmotors 1 durch zwei Federelemente 19a, 19b vorgespannt, die an beiden Seiten des Mittelstücks 13 angeordnet sind, um eine zusätzliche Momentenerzeugung auf zuverlässige Weise zu verhindern; beim anhand der Figuren 5 und 6 veranschaulichten zweiten Ausführungsbeispiel des Linearmotors 1 ist die Antriebsstange 10 durch ein Federelement 19 vorgespannt.
Hierbei drückt der Linearmotor 1 im stromlosen Zustand die Stoffdrückereinrichtung 3 mittels der Federelemente 19a, 19b (vgl. die Figuren 3 und 4) bzw. mittels des Federelements 19 (vgl. Figur 5) mit einer Kraft gegen die Stichplatte 4 (vgl. Figuren 1 und 2) der Nähmaschine, die in etwa ein Drittel der maximalen Kraft der Stoffdrückereinrichtung 3 beträgt. Bei langsamen Nähgeschwindigkeiten wird mit dieser Andruckkraft der Federelemente 19a, 19b (vgl. die Figuren 3 und 4) bzw. des Federelements 19 (vgl. Figur 5) genäht, wobei diese Andruckkraft erforderlichenfalls noch verringerbar ist, indem ein entsprechender Strom in negativer Richtung durch den Linearmotor 1 geschickt wird.
Der Stromfluß durch den Linearmotor 1 in negativer Richtung ist hierbei so bemeßbar, daß die Kraft der Federelemente 19a, 19b (vgl. die Figuren 3 und 4) bzw. des Federelements 19 (vgl. Figur 5) kompensiert wird und die Stoffdrückerkraft mithin verschwindet. Ein derartiges Kraftlosschalten der Stoffdrückereinrichtung 3 hat für die Nähtechnik insbesondere dann Bedeutung, wenn die Naht winklig verläuft. Im Eckpunkt der Naht stoppt die Nähmaschine in der Position, in der die Nadel unten ist.
Die Stoffdrückereinrichtung 3 wird dann kraftlos geschaltet, damit das Nähgut in komfortabler Weise in die gewünschte Richtung gedreht werden kann. Dieses Kraftlosschalten der Stoffdrückereinrichtung 3 kann entweder programmgesteuert oder tastengesteuert erfolgen.
Der bekannte Transportmechanismus der Nähmaschine drückt bei einer bekannten Winkelstellung der Hauptwelle der Nähmaschine mit dem Stoffschieber 5 den Stoffdrückerfuß 32 um die Wegstrecke Δs (vgl. die Figuren 1, 2 und 8) nach oben, wobei die Zähne des Stoffschiebers 5 das Nähgut erfassen. Danach erfolgt in Abhängigkeit von der eingestellten Stichlänge eine lineare Bewegung in Transportrichtung. Anschließend wird der Stoffschieber 5 abgesenkt.
Wenn mittels des Linearmotors 1 mit konstanter Kraft auf den Stoffdrückerfuß 32 gedrückt wird, macht die Antriebsstange 10 des Linearmotors 1 bei langsamen Drehzahlen n der Nähmaschine die Bewegung des Stoffdrückerfußes 32 mit. Dies bedeutet, daß, wenn der Stoffdrückerfuß 32 um die Wegstrecke Δs nach oben geht, sich auch die Antriebsstange 10 um die gleiche Wegstrecke Δs nach oben bewegt, weil die Zeit der Transportphase lang genug ist. Dabei bleibt die tatsächliche Stichlänge L in einem unteren Drehzahlbereich von n0 bis n1 der Nähmaschine konstant (vgl. Figur 7, in der ein Diagramm der Größe der tatsächlichen Stichlänge L in Abhängigkeit von der Drehzahl n der Nähmaschine gezeigt ist). Die Aufund Abbewegung der Antriebsstange 10 verursacht hierbei Vibrationen und Geräusche.
Wenn die Drehzahl n der Nähmaschine höher wird, wird die Beschleunigung nach oben größer und die Zeit des Transports kürzer. Dies verursacht ein weiteres Problem dergestalt, daß das aus dem Kopplungselement 2 und der Masse der Antriebsstange 10 gebildete Feder-Masse-System bewirkt, daß in einem mittleren Drehzahlbereich von n1 bis n2 der Nähmaschine (vgl. Figur 7) die Druckkraft auf den Stoffdrückerfuß 32 kleiner wird, wobei sich der Stoffdrückerfuß 32 unter Umständen für kurze Zeit sogar vom Nähgut abheben kann; durch die verminderte Druckkraft auf den Stoffdrückerfuß 32 verringert sich im mittleren Drehzahlbereich von n1 bis n2 der Nähmaschine die tatsächliche Stichlänge L (vgl. Figur 7).
Wenn die Drehzahl n der Nähmaschine weiter erhöht wird, kann sich die Antriebsstange 10 des Linearmotors 1 aufgrund ihrer Massenträgheit ab einer bestimmten Drehzahl nicht mehr bewegen, und die tatsächliche Stichlänge L wird wieder länger. Dies entspricht dem Kurvenverlauf im Drehzahlbereich von n2 bis n3 der Nähmaschine (vgl. Figur 7).
Bei noch höheren Drehzahlen n > n3 der Nähmaschine tritt das aus dem Kopplungselement 2 und der Masse der Stoffdrückereinrichtung 3 gebildete Feder-Masse-System mit der Folge in Erscheinung, daß die tatsächliche Stichlänge L wieder kürzer wird (vgl. Figur 7).
Um die Vibrationen im unteren Drehzahlbereich n < n1 der Nähmaschine zu vermeiden und um im mittleren Drehzahlbereich von n1 bis n3 der Nähmaschine eine konstante tatsächliche Stichlänge L zu erzielen, wird die Kraft des Linearmotors 1 erfindungsgemäß mit dem Winkel der Hauptwelle der Nähmaschine in der Weise gesteuert, daß der Linearmotor 1 in der Transportphase des Stoffschiebers 5 eine Gegenkraft aufbringt, die der Federkraft F = C·Δs gleich ist. Wenn der Stoffschieber 5 den Stoffdrückerfuß 32 um die Wegstrecke Δs (vgl. die Figuren 1, 2 und 8) nach oben drückt, erzeugt die Wegänderung über das Kopplungselement 2 mit der Federkonstanten C eine Krafteinwirkung auf die Antriebsstange 10. Wenn der Linearmotor 1 dieser Kraft mit der gleichen Kraft entgegenwirkt, bleibt die Antriebsstange 10 in ihrer Ruhelage stehen.
Der gegensinnige Wickelsinn der Teilspulen 14a, 14b (vgl. Figur 5) gewährleistet eine kleine elektrische Zeitkonstante des Linearmotors 1, so daß die vorbeschriebene winkelsynchrone Ansteuerung der Motorkraft möglich wird. Außerhalb der Transportphase wird der Motorstrom abgesenkt (vgl. Figur 8, in der ein Diagramm des Motorstroms I in Abhängigkeit vom Drehwinkel der Hauptwelle der Nähmaschine gezeigt ist), wodurch zugleich die Erwärmung der Teilspulen 14a, 14b (vgl. Figur 5) gering gehalten wird.
Um die Änderung der tatsächlichen Stichlänge L bei hohen Drehzahlen n > n3 der Nähmaschine (vgl. Figur 7) zu verhindern, muß die Vorspannung des Kopplungselements 2 erhöht werden. Dies wird mittels einer konstanten Kraftkomponente des Linearmotors 1 durch einen drehzahlabhängig veränderbaren Gleichstromanteil IG erreicht (vgl. Figur 8). Diese Kraft erhöht sich mit der Drehzahl n der Nähmaschine, wobei die Abhängigkeit der Stromänderung ΔI von der Drehzahl n durch den Aufbau der Nähmaschine bestimmt ist; aus diesem Grunde wird diese funktionelle Abhängigkeit einmal ermittelt und abgespeichert.
Bis zu mittleren Drehzahlen n < n3 der Nähmaschine, bei denen die elektrische Zeitkonstante des Linearmotors 1 vernachlässigbar bleibt, funktioniert die vorstehend beschriebene Methode mit dem Aufbringen der Gegenkraft recht gut, was auch aus der Darstellung der Figur 7 hervorgeht:
Während L1 die Kurve der tatsächlichen Stichlänge L ohne steuerungsmäßige Korrekturen zeigt, zeigt L2 die Kurve der tatsächlichen Stichlänge L, bei der die "Delle", das heißt das vorübergehende Absinken der tatsächlichen Stichlänge L im mittleren Drehzahlbereich von n1 bis n3 der Nähmaschine durch Aufbringen der vorstehend erläuterten Gegenkraft beseitigt ist und bei der durch den Gleichstromanteil IG (vgl. Figur 8) der Abfall der Kurve der tatsächlichen Stichlänge L "nach rechts", das heißt in einen höheren Drehzahlbereich n > n3 der Nähmaschine verschoben ist; bei der Kurve L3 ist durch einen erhöhten Gleichstromanteil IG der Abfall der Kurve der tatsächlichen Stichlänge L im Vergleich zur Kurve L2 noch weiter "nach rechts", das heißt in einen noch höheren Drehzahlbereich n > n3 der Nähmaschine verschoben.
Bei hohen Drehzahlen n > n3 der Nähmaschine macht sich die elektrische Zeitkonstante des Linearmotors 1 beim Stromaufbau nachteilig bemerkbar. Die Zeit, in der der Stoffschieber 5 den Stoffdrückerfuß 32 nach oben bewegt, wird bei diesen hohen Drehzahlen n > n3 der Nähmaschine kürzer als die Zeit für den Stromanstieg im Linearmotor 1.
Um den Einfluß der elektrischen Zeitkonstante des Linearmotors 1 zu eliminieren, wird bei hohen Drehzahlen n > n3 der Nähmaschine der Einschaltwinkel  des Stroms drehzahlabhängig um Δ vorverlegt (vgl. Figur 8). Hierdurch ist sichergestellt, daß der Linearmotor 1 beim Bewegungsbeginn des Stoffdrückerfußes 32 die erforderliche Gegenkraft erreichen kann.
Die vorstehend erläuterten Möglichkeiten, die Kraft des Linearmotors 1 als Funktion der Winkelstellung der Hauptwelle der Nähmaschine oder auch zeitabhängig ändern zu können, lassen sich dazu nutzen, die sogenannte Wischerfunktion auch mit einem linearmotorbetriebenen Stoffdrückerfuß 32 zu erfüllen. Beim Nähanfang muß das freie Ende des Nadelfadens frei liegen. Nur dann kann das Fadenende bei der Schlingenbildung in das Nähgut gezogen werden und ist dadurch später von oben nicht mehr sichtbar.
Um dies zu erreichen, wird der Fadenanfang nach dem Schneiden bisher konventionellerweise durch eine Wischereinrichtung in Richtung der Näherin auf den Stoffdrückerfuß gelegt. Würde stattdessen das Fadenende vom Stoffdrückerfuß 32 eingeklemmt, so würde die für die Schlingenbildung benötigte Fadenmenge vom Fadenvorrat abgezogen, so daß das eingeklemmte Fadenende sichtbar bleibt.
Dieser Fehler kann nun mit Hilfe des Linearmotors 1 vermieden werden, ohne daß es einer kostspieligen Wischereinrichtung bedarf. Hierzu wird beim ersten Stich der Stoffdrückerfuß 32 kraftlos geschaltet, indem die Kraft der Federelemente 19a, 19b (vgl. die Figuren 3 und 4) bzw. des Federelements 19 (vgl. Figur 5) mit der Kraft des Linearmotors 1 kompensiert wird. Wenn nun zu Nähbeginn das Nadelfadenende unter dem Stoffdrückerfuß 32 liegt, wird das Nadelfadenende vom Stoffdrückerfuß 32 nicht mehr festgehalten und kann demzufolge bei der ersten Stichbildung genau so nach unten gezogen werden, als wenn es auf dem Stoffdrückerfuß 32 liegen würde. Nach der ersten Stichbildung wird der Linearmotor 1 dann in den normalen Nähbereich umgeschaltet.
Wenn die Stoffdrückereinrichtung 3 angehoben wird, muß der Linearmotor 1 die Vorspannkraft der Federelemente 19a, 19b (vgl. die Figuren 3 und 4) bzw. des Federelements 19 (vgl. Figur 5) überwinden, durch die die Antriebsstange 10 vorgespannt ist. Bei einer Aufwärtsbewegung der Stoffdrückereinrichtung 3 werden diese Federelemente 19a, 19b bzw. wird dieses Federelement 19 gespannt, so daß die Vorspannkraft mit dem Anheben der Stoffdrückereinrichtung 3 größer wird. Wenn die Stoffdrückereinrichtung 3 ihre obere Position erreicht hat und in dieser oberen Position für einige Zeit gehalten werden soll, hat der Linearmotor 1 zumindest eine der Federkraft äquivalente Kraft aufzubringen.
Hierzu wird zunächst mit dem maximalen Strom die Stoffdrückereinrichtung 3 angehoben und dann der Strom soweit abgesenkt, daß die Stoffdrückereinrichtung 3 in ihrer oberen Position gehalten wird.
Hierbei kann beim in den Figuren 3 und 4 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel des Linearmotors 1 dieser Haltestrom wesentlich reduziert werden, indem am oberen Punkt der vorstehend bereits dargelegte Selbsthaltemechanismus in Form des überstehenden, eine magnetische Anziehungskraft erzeugenden Teils 16a aus ferromagnetischem Material vorgesehen ist. Wenn die Stoffdrückereinrichtung 3 abgesenkt ist, zeigt dieses überstehende Teil 16a keine Wirkung. Wenn sich die Stoffdrückereinrichtung 3 jedoch ihrer oberen Endposition nähert, kommt das überstehende Teil 16a in den Wirkungsbereich der Permanentmagnete 11a, 11b. Ein Teil der magnetischen Feldlinien verläuft dann über das überstehende Teil 16a, so daß eine Anziehungskraft in Richtung der Permanentmagnete 11a, 11b entsteht; mithin ist die Richtung dieser Anziehungskraft in entgegengesetzter Richtung zur Kraft der Vorspannung durch die Federelemente 19a, 19b (vgl. die Figuren 3 und 4).
Die Größe der Anziehungskraft hängt vom mechanischen Aufbau ab. Die maximale Anziehungskraft tritt hierbei dann auf, wenn sich das überstehende, die magnetische Anziehungskraft erzeugende Teil 16a in der obersten Position der Stoffdrückereinrichtung 3 am Rande des homogenen magnetischen Feldes befindet. Die Dimensionierung dieser Einheit sollte hierbei so gewählt sein, daß sich die magnetische Anziehungskraft und die Kraft der Vorspannung durch die Federelemente 19a, 19b (vgl. die Figuren 3 und 4) nahezu aufheben.
Wenn die Stoffdrückereinrichtung 3 abgesenkt werden soll, wird der Linearmotor 1 mit dem maximalen Strom in der Weise versorgt, daß die Antriebsstange 10 des Linearmotors 1 eine Kraftrichtung nach unten erfährt. Dadurch wird die Antriebsstange 10 unter Einwirkung der Kraft des Linearmotors 1 und der Kraft der Vorspannung durch die Federelemente 19a, 19b (vgl. die Figuren 3 und 4) bzw. durch das Federelement 19 (vgl. Figur 5) stark nach unten hin beschleunigt, was einen unerwünscht starken Schlag des Stoffdrückerfußes auf die Stichplatte 4 (vgl. Figuren 1 und 2) zur Folge hätte.
Um ein derartiges Anschlagen zu verhindern und damit verbunden eine Geräuschminderung zu erzielen, ist kurz vor Erreichen der angehobenen Stellung bzw. kurz vor Erreichen der abgesenkten Stellung jeweils eine Umkehr der Stromrichtung im Linearmotor 1 vorgesehen, das heißt der Stromfluß des Linearmotors 1 wird zeitgesteuert kurz vor Erreichen der unteren Position für eine bestimmte Zeit in die entgegengesetzte Richtung geschaltet und damit die Stoffdrückereinrichtung 3 gebremst. Der Zeitpunkt der Umkehrung der Richtung des Stromflusses und die Dauer der Bremsphase ist hierbei an die mechanischen Gegebenheiten anzupassen.
Die im wesentlichen gleiche Vorgehensweise wird in analoger Form auch beim Anheben der Stoffdrückereinrichtung 3 eingesetzt, um ein weiches Anschlagen in der angehobenen Stellung zu ermöglichen.

Claims (12)

  1. Für eine Näheinrichtung bzw. Nähmaschine vorgesehene Betätigungsvorrichtung, aufweisend
    eine Stoffdrückereinrichtung (3) zum Niederhalten des Nähgutes während der Stichbildung und des Nähguttransportes,
    als Stellelement für die Stoffdrückereinrichtung (3) mindestens einen Linearmotor (1) , dessen Antriebsstange (10) zur Steuerung der Stoffdrückerkraft, die die Stoffdrückereinrichtung (3) auf das Nähgut ausübt, mit der Stoffdrückereinrichtung (3) in Verbindung steht, wobei
    die Antriebsstange (10) mit der Stoffdrückereinrichtung (3) über mindestens ein federndes massearmes Kopplungselement (2) in Verbindung steht,
    die Stoffdrückereinrichtung (3) durch den Linearmotor (1) zwischen einer angehobenen Stellung und einer abgesenkten Stellung bewegbar ist,
    der Linearmotor (1) bei zunehmender Drehzahl (n) der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine eine wachsende Andruckkraft auf das Nähgut ausübt und
    die vom Linearmotor (1) aufzubringende Kraftrichtung und Kraftstärke
    zeitgesteuert erfolgt und/oder
    in Abhängigkeit von der Winkelposition der Hauptwelle der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine steuerbar ist.
  2. Betätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stoffdrückereinrichtung (3) programmgesteuert oder tastengesteuert kraftlos schaltbar ist.
  3. Betätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmotor (1) mindestens zwei rechteckförmige oder ringförmige Permanentmagnete (11a, 11b) aufweist und daß der Magnetschluß innerhalb des Linearmotors (1) über ein Gehäuse (12), über ein Mittelstück (13) und über eine Luftstrecke mit Spule (14) erfolgt.
  4. Betätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ringförmigen Permanentmagnete (11a, 11b) zueinander beabstandet angeordnet sind, daß die Magnetisierung des einen ringförmigen Permanentmagneten (11a) entgegen der Magnetisierung des anderen ringförmigen Permanentmagneten (11b) gerichtet ist und daß die Spule (14) in mindestens zwei gegensinnig gewickelte Teilspulen (14a, 14b) unterteilt ist.
  5. Betätigungsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebsstange (10) durch mindestens ein Federelement (19) vorgespannt ist.
  6. Betätigungsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtung und/oder die Stärke des Stromflusses im Linearmotor (1) durch mindestens einen Mikroprozessor steuerbar ist.
  7. Betätigungsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß kurz vor Erreichen der angehobenen Stellung bzw. . kurz vor Erreichen der abgesenkten Stellung jeweils eine Umkehr der Stromrichtung im Linearmotor (1) vorgesehen ist.
  8. Betätigungsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Linearmotor (1) in der Transportphase des Stoffschiebers (5) eine Kraft aufbringt, die der über das Kopplungselement (2) auf die Antriebsstange (10) einwirkenden Kraft entgegenwirkt.
  9. Betätigungsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kopplungselement (2) bei hohen Drehzahlen (n) der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine eine erhöhte Vorspannung aufweist.
  10. Betätigungsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Stromfluß im Linearmotor (1) bei hohen Drehzahlen (n) der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine einen Gleichstromanteil (IG) aufweist, der zeitabhängig und/oder in Abhängigkeit von der Drehzahl (n) der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine veränderbar ist.
  11. Betätigungsvorrichtung gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionelle Abhängigkeit des Stromflusses von der Drehzahl (n) der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine nach erstmaliger Ermittlung in der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine speicherbar ist.
  12. Betätigungsvorrichtung gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Einschaltpunkt des Stromflusses bei hohen Drehzahlen (n) der Näheinrichtung bzw. Nähmaschine um ein Winkelmaß (Δ) vorverlegbar ist.
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