TWI816668B

TWI816668B - 縫紉機

Info

Publication number: TWI816668B
Application number: TW107112913A
Authority: TW
Inventors: 克里斯多弗海克納; 派翠克夏爾提; 湯瑪士諾提吉
Original assignee: 德商都寇帕鷹股份有限公司
Priority date: 2017-04-18
Filing date: 2018-04-16
Publication date: 2023-10-01
Also published as: JP2018175865A; JP7105090B2; KR20180117054A; DE102017206499B3; CN108729047B; KR102493092B1; EP3392388A1; TW201839206A; CN108729047A

Abstract

縫紉機具有用於上線的供應器。具有縫紉針的針把用於引導上線穿過被縫紉物。縫紉針能夠以被驅動方式上下移動。抓持器線上跡形成期間用於抓獲上線。上線軸能夠圍繞其軸線旋轉。上線以無滑動方式承載在上線軸上。可致動式旋轉驅動器用於使上線軸圍繞其軸線旋轉。控制裝置用於致動旋轉驅動器。產生一種縫紉機，實現在縫紉之後突伸的線頭盡可能短的改進線縫外觀。而且，可以改進縫紉程序的複製性。

Description

縫紉機

發明領域

本發明涉及縫紉機。

發明背景

例如從文獻EP 2 028 311 A2和文獻DE 199 51 127 C2已知縫紉機。

發明概要

本發明的目的是如此改進縫紉機，以實現在縫紉之後突伸的線頭盡可能短的改進線縫外觀。而且，旨在改進縫紉程序的複製性。

這個目的根據本發明通過一種縫紉機實現，其具有：用於上線的供應器，上線也稱為針線或頂線；具有縫紉針的針把，其用於將上線引導穿過被縫紉物，其中，縫紉針能夠以被驅動方式上下移動；線上跡形成期間用於抓獲上線的抓持器；也稱為頂線軸的上線軸，其佈置在上線運行中且能夠圍繞其軸線旋轉；可致動式旋轉驅動器，其用於使上線軸圍繞其軸線旋轉，其中，上線在至少一個周向部分中承載在上線軸的外表面上，以使得即使在上線軸圍繞其軸線被驅動旋轉的情況下所述承載接觸也無滑動；和用於致動旋轉驅動器的控制裝置。

根據本發明已經認識到，頂線以無滑動方式承載於其上、以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸導致在縫紉針的縫紉操作期間可以一直將準確設定量的頂線從頂線儲存器或供應器供應。尤其就在相應線跡期間供應的頂線量而言，可複製的縫紉操作可以避免例如從線拉刀至頂線、或從頂線至頂線儲存器的推動非期望地傳送。而且，借助於頂線軸可以在頂線上施加準確設定的張力。省略附加線拉伸器。原理上，尤其線桿和縫紉針之間的頂線運行中也可以省去用於避免寬鬆頂線的拉線彈簧。頂線軸可以實施為盤，盤的環繞殼壁實施為頂線在其中被引導的周向凹槽。這種類型的盤也稱為輪盤或輥盤。

在設定的線跡長度中，能夠一直供給完全相同量的頂線。借助於此，設定長度且尤其優化短長度的頂線線頭可以線上縫起始處和線縫末端處實施。借助於能夠以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸也可以產生寬鬆線跡、即相對於線跡長度具有相對長的線長的線跡。這可以例如用於縫入尤其肩墊的襯墊，襯墊在被縫入時不會被線非期望地變形，例如收縮。能夠以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸還能夠完成特定功能，且例如線上縫起始處以受控方式縮回頂線，這導致線上縫起始處頂線線頭進一步縮短。而且，線上跡形成期間頂線的目標縮減可以借助於以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸啟動。縫紉機可以是鎖式線跡縫紉機或鏈式線跡縫紉機。

旋轉驅動器可以設想成使得其向頂線施加不超過預設標稱最大線拉力的張力。頂線因旋轉驅動器受到的張力在如電機的旋轉驅動器的實施方式中可以通過測量旋轉驅動器的電流耗用而確定。概括而言，借助於旋轉驅動器產生的頂線拉力可以通過測量旋轉驅動器的功率耗用確定。通過能夠借助於檢測驅動器耗用功率建立的頂線拉力，可以借助於旋轉驅動器預設所述頂線拉力。

頂線軸的截面能夠偏離於圓形。截面例如可以是橢圓。頂線軸的周邊可以具有這種尺寸，以使得所述周邊準確對應於在一個線跡中被供給的頂線量。頂線軸例如也能夠具有以凸輪盤的方式模制的截面。

以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸在頂線運行中佈置線桿前方，在縫紉機的這種設計實施方式中，可以在縫紉操作期間從頂線儲存器向線桿一直供應準確設定的頂線量。以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸在這個示例中能夠用於借助於線桿支持頂線的精確且可複製的供給。在具有線桿的這種佈置方式中，借助於頂線可以阻止從線桿至頂線儲存器的推動的非期望傳遞。

替換性地，在縫紉機的一個實施方式中，也可以完全省去線桿，以使得以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸就頂線的供給而言完全承擔線桿的功能。

以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸在線桿和縫紉針之間的頂線運行中能夠承擔可致動式頂線夾具的功能。這種頂線夾具在這種情況下可以省去。

由頂線以至少180°包繞或纏繞頂線軸使得頂線在頂線軸的殼壁上能夠無滑動承載且因此頂線通過頂線軸的受控旋轉驅動而精確供給。在沒有線桿的情況下使用以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸的縫紉機變型中，頂線可以從頂線軸直接供應到針把。頂線在此可以被引導穿過在這個示例中實施為中空的針把。頂線軸的旋轉驅動器的驅動致動在這個示例中可以執行成使得針把的向上和向下運動對頂線供給的影響以這樣的程度被補償，以至於用於線跡形成的頂線的期望供應作為淨結果被實現。在圍繞頂線軸的周向方向上通過頂線運行包繞能夠以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸可以大於180°、可以是至少270°、可以是至少360°(完整包繞)、可以是至少540°、或甚至可以更大。作為通過頂線包繞頂線軸的替換或補充，頂線也可以借助於預拉伸元件擠壓以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸，以使得of頂線在頂線軸上的無滑動承載同樣地被保證。可以借助於朝向頂線軸預拉伸的拉伸輥執行這種類型的擠壓。頂線在這種情況下在頂線軸和拉伸輥之間運行。也可以使用這種類型的多個拉伸輥，所述多個拉伸輥朝向頂線軸經過大周向區域拉伸頂線。在一個變型中，頂線也可以借助於柔性的預拉伸元件擠壓頂線軸的殼壁的至少一個周向部分，預拉伸元件例如是帶，尤其是同步帶。

旋轉驅動器實施為步進電機的實施方式實現特別精確的旋轉驅動。旋轉驅動可以實施為無刷直流電機、電子整流電機(ECM，EC電機)或同步直流電機。

由頂線包繞或纏繞的頂線軸的5mm和50mm之間的直徑範圍已經被證明特別合適。由頂線包繞的頂線軸能夠具有在5mm和30mm之間的直徑範圍，且例如直徑是10mm。

依據配置成使得裝置被設置用於預設縫紉機的線跡長度的設計實施方式，所述裝置就信號連接而言連接到控制裝置，以使得測量裝置被設置用於被縫紉物的材料厚度，所述測量裝置就信號連接而言連接到控制裝置，且以使得測量裝置被設置用於上線的線拉力，所述測量裝置就信號連接而言連接到控制裝置，依據線跡長度、材料厚度、或線拉力計算的頂線量可以借助於控制裝置以依據線跡長度、材料厚度和線拉力的方式而通過以對應方式致動頂線軸的旋轉而供給。

1:縫紉機

1a:機架

2:基板

3:支撐件

4:成角度臂

5:頭部

6:臂軸

7:曲柄機構

8:線桿

9:針把

10:縫紉針

11:豎直軸線

12:供應器

13:上線；頂線

14:承載板

15:縫紉物

16:線跡板

17:織物傳送器

18:線跡孔

19:抓持器

20:抓持體

21:抓持尖

22:線筒

23:豎直抓持器軸線

25:軸

26:承載塊

27:驅動軸

28:帶驅動器

30a:測量裝置；壓腳

31a:上狗牙器

32:第一頂線夾具

33:控制裝置

34:引導孔眼

35:測量裝置；彈簧單元

36:引導螺栓

37:上線軸；頂線軸

37a:輪盤

37b:凹槽成型件；外部成型件

37c:帶肋環

37d:肋部

37e:彈簧部分

38:旋轉驅動器

38a:組裝板

38b:框架

39:測量裝置；線偏轉器

40:線孔眼

r:半徑

φ:旋轉角度

在下文中借助於附圖更加詳細地說明本發明的示例性實施方式，其中：圖1示意性示出具有頂線引導件的縫紉機的正視圖，部分地展現內部細節；圖2以透視方式示出與圖1相比已經實施有附加構件縫紉機的頂線引導件的細節；圖3示出從另一視角觀察的根據圖2的頂線引導件的構件；以及圖4和5以透視和放大方式示出用於引導頂線的輪盤，所述輪盤是根據圖2和3的頂線引導件的能夠以被致動式旋轉方式驅動的頂線軸的一部分。

較佳實施例之詳細說明

縫紉機1具有機架1a，機架具有基板2，基板具有從基板向上延伸的支撐件3和成角度臂4。成角度臂終止於頭部5。臂軸6可旋轉地安裝在臂4中。頭部5中的所述臂軸6驅動具有線桿8的曲柄機構7。曲柄機構7就驅動技術而言連接到針把9，針把在頭部5中軸向可移位地安裝。所述針把9在其下端具有針10。針10借助於曲柄機構7在豎直軸線11上能夠上下移動。

在縫紉機1的一個實施方式(未示出)中，其不具有線桿。

為了簡化位置相關的呈現，將在下文中使用笛卡爾xyz坐標系。豎直軸線11沿所述坐標系的z-方向延伸。x-方向垂直於圖1的繪製平面延伸且進入所述繪製平面，以便與縫紉機1的縫紉方向平行地延伸。y-方向在圖1中向左延伸。

針10在孔眼中引導也稱為上線或頂線的面線13，借助於拉線裝置和線桿8從形式為線筒12的頂線儲存器或供應器供應針線。

基板2支撐被螺釘緊固的承載板14，被縫紉物件15承載在所述承載板14上。承載板14的實施為線跡板 16的部分配置為具有用於讓也稱為下狗牙器的下織物傳送器17通過的空隙。下織物傳送器具有用於讓針10通過的線跡孔18。織物傳送器17就驅動技術而言以已知的方式連接到推舉機構。替換性地，線跡孔在縫紉機的一個實施方式(未示出)中也可以直接實施線上跡板中。

具有抓持體20的抓持器19定位在承載板14下方，抓持體具有抓持尖21。壺形線筒殼安裝在抓持體20中，壺形線筒殼用於接收形式為線筒22或線圈的抓持線供應器或儲存器。線筒22用作底線儲存器。抓持線也稱為底線。

與針10協作的抓持器19代表線跡形成工具。在此針10用於引導頂線。抓持器19用於將頂線與底線纏繞。

抓持器19能夠圍繞在z-方向上延伸的豎直抓持器軸線23旋轉。替換性地，在縫紉機(未示出)中，抓持器也能夠圍繞水準延伸的抓持器軸線旋轉。抓持體20固定地連接到與抓持器軸線23共軸地延伸的軸25。軸25可旋轉地安裝在通過螺釘固定到基板2的承載塊26中。連接到齒輪機構的驅動軸27安裝到所述承載塊26中，齒輪機構佈置在承載塊26的內部中。齒輪機構具有1：2的傳動比，以使得位於軸25上的抓持體20在驅動軸27的一圈旋轉中旋轉兩次。驅動軸27就驅動技術而言借助於帶驅動器28連接到臂軸6。

為了保持和輸送被縫紉物件15，縫紉機1也附加地具有壓腳30a和上狗牙器31a，為了輸送被縫紉物，上狗牙器與下織物傳送器17相互作用。諸如壓腳30a和上狗牙器31a的這些構件在圖1中僅以示意性方式給出。

圖2和3詳細示出縫紉機1的頂線13的引導。與根據圖1的頂線的引導相比，在根據圖2的頂線的引導中，頂線13被引導經過較多的單個引導構件。從針10的孔眼開始(在圖2中不可見)，第一頂線夾具32相反於頂線輸送方向、即在上游佈置在儲存器側頂線運行中，所述第一頂線夾具32具有能夠相對於第一頂線夾具32的主體移位的夾板。第一頂線夾具32就信號而言連接到控制裝置33且能夠在頂線13固定地夾持在第一頂線夾具32位置處的線夾持位置和第一頂線夾具32釋放頂線13的線釋放位置之間移位。頂線13在第一頂線夾具32的區域中以基本豎直方式運行。

線桿8佈置在第一頂線夾具32的上游，所述線桿8的向上和向下運動同樣地以已知方式從臂軸6發出。佈置線桿8的自由端上的線桿孔眼和第一頂線夾具32之間的頂線13也運行穿過引導孔眼34。

頂線13線桿8的上游運行經過拉線彈簧單元35且隨後經過引導螺栓36，環繞的頂線引導凹槽結合在引導螺栓中。拉線彈簧單元的拉線彈簧35確保在下游運行的頂線路徑中避免任何寬鬆的頂線，即避免頂線完全不在任何拉力下。因此，拉線彈簧單元35的拉線彈簧在這種下游頂線運行中始終以最小拉力維持頂線。與借助於拉線裝置產生的頂線拉力相比，由拉線彈簧在頂線上施加的力可以是輕微的。拉線彈簧代表避免在後續頂線運行中的任何寬鬆頂線的彈性補償構件。

頂線軸37佈置在引導螺栓36的上游。在周邊上引導頂線的輪盤37a是頂線軸37的組成部分，下文借助於圖4和5更加詳細地說明所述輪盤37a。

頂線軸37由頂線纏繞或包繞大約1.5圈，所述頂線因此借助於大約540°的周向角度範圍承載在頂線軸37上。頂線13因此至少一圈完整地纏繞或包繞頂線軸37。頂線13包繞頂線軸37的角度範圍可以是在包繞一半和兩個或三圈完整纏繞或包繞之間的範圍(包繞角度的範圍在180°和1080°之間)。尤其作為所述實施方式的替換方案，如將在圖4和5的內容中描述的，頂線軸37的由頂線13包繞的外表面或殼壁可以粗糙化或以另一方式構造，以便避免頂線軸37和頂線13之間的任何滑動。

在一個實施方式(未示出)中，避免頂線軸37和頂線13之間的滑動也可以借助於至少一個預拉伸裝置實現，預拉伸裝置使頂線13在頂線軸的殼側上擠壓頂線軸37的至少一個周向部分。這種預拉伸裝置可以借助於至少一個拉伸輥實施、或借助於例如預拉伸帶的柔性預拉伸元件實施。

頂線軸37能夠圍繞與x-方向平行地延伸的頂線軸的軸線旋轉。旋轉驅動器38用於此目的，旋轉驅動器的形式是能夠借助於控制裝置33致動的步進電機。頂線軸37以在旋轉上固定的方式連接到旋轉驅動器38的電機軸。圖3中附加示出的是組裝板38a，旋轉驅動器38借助於組裝板連接到保持框架38b，保持框架繼而組裝到在縫紉機1的殼體上的組裝板38c上。在殼體上的這種組裝板38c也稱為拉線板。

引導螺栓36同時是保持框架38b的一部分。

由頂線13包繞的頂線軸37實施為輪盤37a(參見圖4和5)。依據頂線的引導的實施方式，輪盤37a的外周邊具有大約U形或V形的凹槽成型件37b，在凹槽成型件中借助於在包繞一半和包繞三圈之間的周向角度範圍內的頂線包繞角度(180°至1080°)而引導頂線13。圖5示出頂線軸37的輪盤37a的頂線包繞具有540°的周向角度範圍(一圈半的包繞)。

輪盤37a的外部成型件37b由兩個帶肋環37c形成，帶肋環均具有在+/-x-方向上軸向向外彎折的多個肋部37d。兩個帶肋環37c的肋部37d在周向方向上佈置方式使得肋部37d在每種情況下以交替方式分配到所述兩個帶肋環37c之一而後分配到所述兩個帶肋環37c中的另一個。成型件37b的成型基部由肋部37d的彈簧部分37e形成，所述彈簧部分37e在x-方向上相互重疊。這確保頂線13在包繞輪盤37a時相對於頂線軸37的軸線以準確設定的半徑r運行(參見圖5)。

輪盤37a可以實施成兩個部分，其中，第一輪盤主體在其外側上支撐第一帶肋環，且輪盤37a的另一主體支撐另一帶肋環。在這個示例中輪盤37a的這兩個部分以在旋轉上固定的方式連接到彼此。

圖5示意性示出頂線長度13_l，所述頂線長度在輪盤37a的旋轉中以旋轉角度φ供應到頂線軸37下游的頂線的進一步引導。依據半徑r和旋轉角度φ，下述運算式應用到這個長度：13_l/r=cosφ。

在頂線軸的另一且更簡單的實施方式中，頂線軸具有例如U形的軸向成型件，以使得用於可靠地引導頂線13的周向凹槽形成在這種包繞區域中。

頂線軸37由頂線13包繞的所述頂線軸37具有大約10mm的直徑。依據頂線軸37的所述實施方式，可以存在範圍在5mm和50mm之間的頂線軸直徑。

在沒有線桿的縫紉機1的一實施方式中，頂線13也可以由針10引導且由針把9直接引導到頂線軸37。線可以被引導穿過在這個示例中中空地實施的針把9。

頂線軸37上游的頂線13被引導經過另外的線偏轉器39和線孔眼40，且從那裡運行到頂線儲存器12。

縫紉機1的控制裝置33一方面控制下織物傳送器17的驅動器的變速箱構件，且另一方面控制上狗牙器31a，以便預設線跡長度。控制裝置33因此同時用作線跡長度預設裝置。

壓腳30a配置成使得控制裝置配置為用於被縫紉物15的材料厚度的測量裝置。壓腳30a的相應材料厚度感測器就信號連接而言同樣地連接到控制裝置33。

一方面拉線彈簧單元35且另一方面線偏轉器39實施為用於頂線13的線拉力的測量裝置、並且就信號連接而言同樣地連接到控制裝置33。替換性地或附加地，用於頂線13的線拉力的測量裝置可以佈置線桿8和縫紉針10之間的頂線運行中，例如佈置在第一頂線夾具32的位置處、佈置在引導孔眼34的位置處、或在下述構件存在於縫紉機的這個實施方式中的情況下佈置在第一頂線夾具32和引導孔眼34之間。用於頂線13的線拉力的這種測量裝置線桿8和針10之間的線運行中就信號連接而言在這個示例中同樣地連接到控制裝置33。

依據縫紉機的所述實施方式，也可以省去拉線彈簧單元35，只要能夠以可致動式旋轉方式驅動的頂線軸37完全承擔避免在下游頂線運行中頂線寬鬆的功能。

在縫紉機1的縫紉操作中，借助於由旋轉驅動器38驅動的頂線軸37的旋轉，一定量的頂線從頂線儲存器12脫離，頂線量依據輸入參數“線跡長度”、“材料厚度”、“頂線拉力”和可選的其他另外的機器參數精確設定。在縫紉機1的頂線13的線運行中完全沒有、即不提供的頂線引導構件，頂線引導構件獨立於頂線軸37使頂線13受到預設張力且在現有技術中稱為頂線拉伸單元或頂線拉伸器。

在頂線13上的線拉力借助於由頂線軸37預設的拉應力唯一產生。例如，當以360步執行電機軸的一圈完整旋轉的步進電機用於旋轉驅動器38時，可以例如在一步中預設0.1mm的頂線長度。因此，借助於如旋轉驅動器38的步進電機的相對小分辨率的步進，已經能夠以非常精細的方式執行頂線13量的預設。

在預設線跡長度中，完全相同量的頂線可以借助於頂線軸37和旋轉角度變得可用，借助於控制裝置33在每個線跡中準確預設旋轉角度。每個線跡可用的頂線量繼而能夠依據線跡長度對應地適配。

為了借助於線拉刀製備線部分，用於線縫的最後線跡的頂線量可以準確預設，以使得在切割之後仍然在機器上的頂線13具有準確預設的長度，所以針上的頂線13具有自由頂線初始部分，自由頂線初始部分具有精確設定的長度。

而且，在縫紉機借助於以致動式旋轉方式驅動的頂線軸37操作期間也可以修正特定功能。在構造線縫的起始，頂線13借助於頂線軸37的旋轉驅動器38的對應致動可以按受控方式從形成線縫的第一線跡縮回，因此例如從第一線跡、兩個第一線跡、或三個第一線跡縮回，以使得線上縫起始處的自由頂線起始部分被縮短。