Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine mit Obertransportvorrichtung.
Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Es zeigt
Fig. 1 eine Vorderansicht einer Nähmaschine,
Fig. 2 eine Stirnansicht der Nähmaschine gemäß dem Sichtpfeil II in
Fig. 1 in gegenüber Fig. 1 vergrößerter aufgebrochener
Darstellung,
Fig. 3 eine vergrößerte, weitgehend aufgebrochene Teil-Darstellung aus
Fig. 2,
Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Teil aus Fig. 2 entsprechend der
Schnittlinie IV-IV in Fig. 2,
Fig. 5 eine gegenüber Fig. 1 vergrößerte teilweise aufgebrochene Teil-
Darstellung der Nähmaschine,
Fig. 6 einen Querschnitt durch ein Hubgetriebe entsprechend der
Schnittlinie VI-VI in Fig. 1 und Fig. 7,
Fig. 7 eine aufgebrochene Teil-Darstellung der Nähmaschine entsprechend
dem Sichtpfeil VII in Fig. 2,
Fig. 8 ein Schubgetriebe im Querschnitt entsprechend der Schnittlinie
VIII-VIII in Fig. 1 und Fig. 7 und
Fig. 9 eine schematische Darstellung der Getriebekinematik in einer
Darstellung entsprechend Fig. 2.
Eine Doppelsteppstich-Nähmaschine 1 ist auf einem Tisch 2 abgestützt. Die
Nähmaschine 1 weist einen sich etwa senkrecht erstreckenden Ständer 3
auf, von dem sich waagerecht ein oberer gehäuseartiger Arm 4 und eine
untere, ebenfalls gehäuseförmige Grundplatte 5 weg erstrecken. Die
Nähmaschine 1 weist also die übliche C-Form auf. Im Arm 4 ist eine Armwelle
6 gelagert, an deren einem Ende - außerhalb des Ständers 3 - ein
Handrad 7 befestigt ist. Der Antrieb der Armwelle 6 erfolgt von einem an der
Unterseite des Tisches 2 angebrachten, gesteuerten Antrieb 8, der im
wesentlichen aus einem Motor 9 mit Kupplungs- und Bremseinheit und
einer Steuereinheit 10 besteht. Die Antriebsübertragung vom Motor 9 zum
Handrad 7 erfolgt mittels eines Keilriementriebes 11.
Von der Armwelle 6 wird in üblicher Weise mittels eines Kurbeltriebs 12
(Fig. 2) eine im vorderen Teil des Arms 4 gelagerte Nadelstange 13 auf-
und abgehend angetrieben. Gleichermaßen wird von der Armwelle 6 über
eine im Ständer 3 und in der Grundplatte 5 befindliche Dreh-Antriebs-
Übertragung ein Greifer 14 mit doppelter Drehzahl, wie sie der Bewegung
der Nadelstange 13 entspricht, angetrieben. Mit der Armwelle 6 ist ein
Positionsgeber 15 drehfest verbunden, der die Drehzahl der Armwelle 6
repräsentierende Signale einerseits und die Drehwinkelstellung der
Armwelle 6 repräsentierende Signale andererseits über eine
Signal-Übertragungsleitung 16 zur Steuereinheit 10 überträgt.
Auf dem Arm 4 ist eine Spule 17 mit einem Fadenvorrat angeordnet, von
dem ein Nadelfaden 18 abgezogen wird. Dieser Nadelfaden 18 wird über
eine Umlenkung 19 zu einem Fadenspanner 20 und von dort durch einen
Fadenhebel 21 geführt. Von dem Fadenhebel 21 wird der Nadelfaden 18
etwa senkrecht nach unten durch eine Fadenklemme 22 zur Nadel 23, die
an der Nadelstange 13 angebracht ist, geführt. Der Nadelfaden 18 ist
durch ein Nadelöhr 24 hindurchgezogen. Die Nadel 23 durchdringt bei den
auf- und abgehenden Nähbewegungen ein Stichloch 25 in einer etwa
fluchtend mit der Oberseite des Tisches 2 und oberhalb des Greifers 14
angeordneten Stichlochplatte 26. An der Nadel 23 bzw. an deren senkrechter
Bahn vorbei bewegt sich die Greiferspitze 27 des von einer
Greifer-Antriebswelle 28 antreibbaren Greifers 14.
Im Tisch 2 ist eine Untertransportvorrichtung angeordnet, von der nur ein
beiderseits der Stichlochplatte 26 angeordneter unterer Stoffschieber 29
dargestellt ist, der in üblicher Weise angetrieben wird und der zum
Transport eines unteren ersten Nähteils 30 in einer Nährichtung 31 dient.
Zum Transport des Nähteils 30 in Nährichtung 31 liegt er am Nähteil 30
an; anschließend führt er eine Leerlaufbewegung nach unten und entgegen
der Nährichtung 31 und dann wieder zum Nähteil 30 hin aus. Diese
Ausgestaltung ist in der Praxis weit verbreitet.
Im Arm 4 ist eine der Untertransportvorrichtung funktionell zugeordnete
Obertransportvorrichtung vorgesehen, die nachfolgend im einzelnen
beschrieben wird. Sie weist einen oberhalb des unteren Stoffschiebers 29
angeordneten gabelförmig ausgebildeten oberen Stoffschieber 32 auf, der
zum Transport eines oberen zweiten Nähteils 33 in Nährichtung 31 dient.
Beide Stoffschieber 29 und 32 weisen eine dem jeweiligen Nähteil 30 bzw.
33 zugewandte Verzahnung 34 auf. Innerhalb des gabelförmigen oberen
Stoffschiebers 32 ist die Drückerfußsohle 35 eines Drückerfußes 36
angeordnet, die die beiden Nähteile 30, 33 im Bereich der Stichlochplatte 26
niederdrückt, wenn die Nadel 23 in die Nähteile 30, 33 einsticht, bis sie
wieder herausgezogen wird. Dies ist insoweit in der Nähtechnik allgemein
üblich und bekannt.
Der Drückerfuß 36 ist an einer als Druckstange 37 dienenden ersten
Stange befestigt, die in einer im Arm 4 angebrachten ersten Lagerbuchse 38
parallel zur Nadelstange 13 verschiebbar gelagert ist. Hierdurch wird ein
Stoffdrücker 37a gebildet. Die Druckstange 37 ist mittels einer als
Schraubendruckfeder ausgebildeten äußeren Feder 39, also einer ersten
Feder belastet, die sich gegen ein im oberen Bereich des Arms 4
angeordnetes, als schraubbare Gewindehülse ausgebildetes, also verstellbares
Widerlager 40 abstützt. An der Druckstange 37 stützt sich die auf Druck
vorgespannte und in ihrer Druckvorspannung einstellbare äußere Feder 39
gegen einen Anschlag 41 ab. Die das verstellbare Widerlager 40 bildende
Gewindehülse wird von einer Einstellschraube 42 durchsetzt, die mit einem
Gewinde 43 relativ zu der das Widerlager 40 bildenden Gewindehülse
verstellbar ist. Diese Einstellschraube 42 durchsetzt weiterhin mit einem
stangenartigen Abschnitt 44 die äußere Feder 39 und zum Teil die hohl
ausgebildete Druckstange 37, wie insbesondere aus Fig. 3 hervorgeht. In
dieser hohl ausgebildeten Druckstange 37 ist weiterhin eine innere Feder
45, also eine zweite Feder, angeordnet. Die innere Feder 45 stützt sich
gegen einen als Widerlager 46 dienenden Ansatz des stangenartigen
Abschnitts 44 der Einstellschraube 42 ab. Mit ihrem anderen Ende stützt
sich die mittels der Einstellschraube 42 in ihrer Druck-Vorspannung
einstellbare innere Feder 45 gegen ein Lager 47 (Fig. 4) ab, gegenüber dem
die Druckstange 37 verschiebbar ist. Hierzu weist die Druckstange 37 in
diesem Bereich ein sich in ihrer Verschieberichtung 48 erstreckendes
Langloch 49 auf, das von einem am Lager 47 befestigten Stift als
Anschlag für die innere Feder 45 mit Spiel durchsetzt wird. Das Lager 47
ist also relativ zur Druckstange 37 in Verschieberichtung 48 verschiebbar
und wird mittels der zweiten Feder, nämlich der inneren Feder 45, in
Richtung zum Tisch 2 hin belastet, und zwar mit einer mit der
Einstellschraube 42 einstellbaren Kraft.
Das Lager 47 ist starr an einer parallel zur Druckstange 37 angeordneten
Hubstange 51, also einer zweiten Stange, angebracht, die in einer zweiten
Lagerbuchse 52 ebenfalls in Verschieberichtung 48 verschiebbar angeordnet
ist. Auch die zweite Lagerbuchse 52 ist im Arm 4 ortsfest angebracht, wie
insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht. Die innere Feder 45 belastet also
unmittelbar die Hubstange 51 in Verschieberichtung 48.
Der obere Stoffschieber 32 wird mittels eines zum Andrücken des oberen
Stoffschiebers 32 gegen das obere Nähteil 33 und zum Abheben hiervon
dienenden Hubantriebes 53 und mittels eines zum Transport des oberen
Nähteils 33 und zur Rückbewegung des Stoffschiebers 32 dienenden
Schubantriebes 54 angetrieben. Der obere Stoffschieber 32 ist hierzu starr mit
einem doppelarmigen Hebel 55 versehen, an dem eine Hub-Druck-Lasche 56
mittels eines Schwenk-Gelenks 57 befestigt ist. Die Lasche 56 ist mittels
eines weiteren Schwenk-Gelenks 58 am Lager 57 angebracht; sie erstreckt
sich im wesentlichen in der Verschieberichtung 48 vom Lager 47 in
Richtung zum Tisch 2 (siehe Fig. 2 und 4). An dem dem Stoffschieber 32
entgegengesetzten Ende des doppelarmigen Hebels 55 ist ein zweiarmiger
Hebel 59 mittels eines Schwenk-Gelenks 60 angelenkt. Der zweiarmige Hebel
59 ist in seinem mittleren Bereich im Arm 4 mittels eines ortsfesten Lagers
61 schwenkbar gelagert. Zwischen dem Gelenk 60 und dem Lager 61 ist
der zweiarmige Hebel 59 längenverstellbar, indem er hier zweiteilig
ausgebildet ist und mittels Fixierschrauben 62 einstellbar ist. Hierdurch wird
eine Einstellung der Parallelität zwischen dem oberen Stoffschieber 32 und
dem Tisch 2 ermöglicht.
An dem dem Gelenk 60 entgegengesetzten Ende des zweiarmigen Hebels 59
ist an diesem ein Schwinghebel 63 mittels eines Gelenks 64 angelenkt. Der
Schwinghebel 63 wird von einer als Hohlwelle ausgebildeten Schubwelle 65
angetrieben, die mit einer Schwingbewegung antreibbar ist, so daß auch
der zweiarmige Hebel 59 um sein Lager 61 schwingend angetrieben wird,
wodurch wiederum der obere Stoffschieber 32 die erwähnte im wesentlichen
parallel zum Tisch 2 verlaufende hin- und hergehende Transportbewegung
erhält. Die als Hohlwelle ausgebildete Schubwelle 65 ist in einem Lager 66
im Arm 4 drehbar gelagert (siehe Fig. 5). Die Schubwelle 65 mit dem
Schwinghebel 63, dem zweiarmigen Hebel 59 und dem doppelarmigen Hebel
55 bildet im wesentlichen den Schubantrieb 54.
An der Druckstange 37 ist oberhalb der ersten Lagerbuchse 38 ein
Lagerstück 67 befestigt, dessen Oberseite den Anschlag 41 für die äußere Feder
39 bildet. Zwischen der Druckstange 37 und der Hubstange 51 ist an
diesem Lagerstück 67 ein Winkelhebel 68 mittels eines Gelenks 69 schwenkbar
gelagert. Er weist zwei Hebelarme 70, 71 auf. An dem einen Hebelarm 70
liegt ein Schwing-Antriebshebel 72 an, der von einer Hubwelle 73
angetrieben wird, die in der als Hohlwelle ausgebildeten Schubwelle 65
angeordnet ist und die mit der Schubwelle 65 eine gemeinsame Achse 74 hat.
Der eine Hebelarm 70 ist etwa zur Achse 74 hin gerichtet. Der andere
Hebelarm 71 des Winkelhebels 68 liegt an einer durch eine Rolle 75
gebildeten Anlagefläche an der Hubstange 51 an, wobei diese Rolle 75 in der
Nähe des Lagerstücks 67 oberhalb der zweiten Lagerbuchse 52 an der
Hubstange 51 angebracht ist.
Der Antrieb der Hubwelle 73 erfolgt mittels eines in Fig. 6 und 7
dargestellten, bekannten und in der Praxis allgemein üblichen Hubgetriebes 76,
das als Gelenkgetriebe ausgebildet ist. Hierbei wird von der Armwelle 6
über einen Exzenter 77 eine fest mit der Hubwelle 73 verbundene Kurbel
78 angetrieben, die bei jeder Umdrehung der Armwelle 6 der Hubwelle 73
eine Schwingbewegung um einen vorgegebenen Winkel um die Achse 74
erteilt. Diese Schwingbewegung der Hubwelle 73 und damit des
Schwing-Antriebshebels 72 ist konstant.
Der Schwingantrieb der als Hohlwelle ausgebildeten Schubwelle 65 erfolgt
mittels eines in den Fig. 7 und 8 dargestellten allgemein bekannten und
in der Praxis üblichen Schubgetriebes 79, das als während des Betriebes
der Nähmaschine 1 verstellbares Gelenkgetriebe ausgebildet ist. Hierzu
wird von der Armwelle 6 ein Exzenter 80 angetrieben, der an einem
doppelarmigen Hebel 81 mittels eines Gelenks 82 angelenkt ist. Ein Hebelarm
83 des Hebels 81 ist an einer Kurbel 84 angelenkt, die fest mit der als
Hohlwelle ausgebildeten Schubwelle 65 verbunden ist. Der andere Hebelarm
85 des Hebels 81 ist an einem Gleitstein 86 angelenkt, der in einer
Ausnehmung 87 einer um ihre Achse 88 verdrehbaren Stellwelle 89 gelagert
ist. Durch Verdrehen der Stellwelle 89 um ihre Achse 88 verändert sich
der Weg, um den der Gleitstein 86 während einer vollen Drehung der
Armwelle 6 und damit während einer hin- und hergehenden Bewegung des
Exzenters 80 hin- und hergehend verschoben werden kann. Auf diese Weise
wird der Winkel verändert, um den die Schubwelle 65 und damit der
Schwinghebel 63 während einer Umdrehung der Armwelle 7 ausschwingt.
Entsprechend wird der vom oberen Stoffschieber 32 im Eingriff mit dem
oberen Nähteil 33 zurückzulegende Transportweg und damit der Vorschub
des Nähteils 33 eingestellt.
Alle Gelenke sind um Achsen schwenkbar, die zur Achse 74 parallel
verlaufen.
Die Wirkungsweise der geschilderten Obertransportvorrichtung wird
nachfolgend anhand der schematischen Darstellung in Fig. 9 geschildert.
Der Drückerfuß 36 drückt ständig die aufeinanderliegenden Nähteile 30, 33
in Verschieberichtung 48 gegen die Stichlochplatte 26. Während die Nadel
23 in die Nähteile 30, 33 unter Bildung eines Stiches eingestochen ist,
erfolgt kein Transport der Nähteile 30, 33 durch die Stoffschieber 29 bzw.
32. Diese befinden sich vielmehr in einer von den Nähteilen 30, 33 nach
unten bzw. nach oben abgehobenen, der Nährichtung 31 entgegengesetzt
gerichteten Leerlaufbewegung. Während dieser Leerlaufbewegung wird der
Schwinghebel 63 von der als Hohlwelle ausgebildeten Schubwelle 65 - in
Fig. 2 und 9 im Uhrzeigersinn - verschwenkt, so daß der doppelarmige
Hebel 55 zusammen mit dem oberen Stoffschieber 32 entgegen der
Nährichtung 31, in Fig. 2 und 9 also nach rechts, bewegt wird. Während dieser
Leerlaufbewegung wird der Schwing-Antriebs-Hebel 72 von der Hubwelle 73
- in Fig. 2 und 9 im Gegenuhrzeigersinn angetrieben und verschwenkt den
Winkelhebel 68 wiederum im Uhrzeigersinn, wodurch die Hubstange 51
entgegen der Verschieberichtung 48 angehoben wird und über die Hub-Druck-
Lasche 56 den doppelarmigen Hebel 55 mit dem oberen Stoffschieber 32 von
den Nähteilen 30, 33 abhebt. Da die Hubstange 51 über das Lager 47
gegen die innere Feder 45 abgestützt ist, erfolgt das Anheben der
Hubstange 51 und damit des oberen Stoffschiebers 32 gegen die Kraft dieser
inneren Feder 45. Da der Winkelhebel 68 an der Druckstange 36 abgestützt
ist, die den Drückerfuß 36 trägt, wird hierbei der Drückerfuß 36 nicht
nur - wie ständig - von der äußeren Feder 39, sondern zusätzlich noch
von der inneren Feder 45 gegen die Nähteile 30, 33 in Richtung zum Tisch
2 gedrückt. Es ist von besonderer Bedeutung, daß während der
transportfreien Phase die erhöhte Anpreßkraft des Drückerfußes 36 auf die Nähteile
30, 33 wirkt, so daß während des Stichanziehens, also während des
Herausziehens der Nadel 23 aus den Nähteilen 30, 33, eine erhöhte Kraft
auf die Nähteile 30, 33 wirkt, mit der sie gegen die Stichlochplatte 26
gedrückt werden.
Wenn die Nadel 23 aus den Nähteilen 30, 33 in die in Fig. 2 ersichtliche
Stellung zurückgezogen wird, dann setzt der obere Stoffschieber 32 wieder
auf den Nähteilen 30, 33 auf. Hierzu wird der Schwing-Antriebshebel 72
von der Hubwelle 73 - in Fig. 2 und 9 im Uhrzeigersinn - verschwenkt,
wodurch der Winkelhebel 68 wieder im Uhrzeigersinn zurückschwenken
kann. Die Hubstange 51 wird hierbei mitsamt dem Winkelhebel 68 durch
die Kraft der inneren Feder 45 in Verschieberichtung 48 verschoben,
wodurch der obere Stoffschieber 32 wieder zur Anlage auf dem oberen
Nähteil 33 kommt. Der untere Stoffschieber 29 kommt zeitgleich von unten zur
Anlage am unteren Nähteil 30. Die Kraft, mit der der obere Stoffschieber
32 auf das obere Nähteil 33 gedrückt wird, richtet sich nach der
Vorspannung der inneren Feder 45. Der Stoffdrücker 36 wird hierbei um die
Kraft entlastet, mit der der obere Stoffschieber 32 gegen die Nähteile 30,
33 gedrückt wird. Nunmehr wird der obere Stoffschieber 32 in die
Richtung 31 verschoben und transportiert hierbei das obere Nähteil 33.
Gleichzeitig transportiert der untere Stoffschieber 29 das untere Nähteil
30, wobei - wie bereits angesprochen - die Transportbewegung des oberen
Stoffschiebers 32 größer sein kann als die des unteren Stoffschiebers 29.
Für die Transportbewegung des oberen Stoffschiebers 32 wird der
Schwinghebel 63 von der Schubwelle 65 - in Fig. 2 und 9 entgegen dem
Uhrzeigersinn - verschwenkt, wodurch der obere Stoffschieber 32 in Nährichtung
31 - in Fig. 2 und 9 also nach links - verschoben wird. Am Ende dieser
Transportbewegung wird der doppelarmige Hebel 55 mit dem oberen
Stoffschieber 32 in der bereits geschilderten Weise angehoben.
Während der Transportbewegung des oberen Stoffschiebers 32 übt dieser
keine in Verschieberichtung 48 gerichtete Längskraft auf die den
Drückerfuß 36 tragende Druckstange 37 aus. Dies wirkt sich günstig auf das
Einziehen von Mehrweite an dem oberen Nähteil 33 aus, da der Drückerfuß
36 gegenüber dem eigentlichen Nähvorgang entlastet wird. Während der
Leerlaufbewegung des oberen Stoffschiebers 32 übt der Hubantrieb 53 eine
in Verschieberichtung 48 wirkende Längskraft auf die den Drückerfuß 36
tragende Druckstange 37 aus, so daß die die Nähteile 30, 33 haltende
Kraft zunimmt. Da der Drückerfuß 36 ständig auf den Nähteilen 30, 33
aufliegt, nimmt der Abstand zwischen der Drückerfußsohle 35 und der
Stichlochplatte 25 mit zunehmender Dicke der Nähteile 30, 33 zu. Dies
führt auch zu einem entsprechenden Anheben des Lagerstücks 67 mit dem
Winkelhebel 68. Der Abstand a zwischen dem Angriffspunkt 72a des
Schwing-Antriebshebels 72 am Hebelarm 70 des Winkelhebel 68 von der
Achse 69a des Gelenks 69 des Winkelhebels 68 nimmt also mit
zunehmender Dicke der Nähteile 30, 33 ab. Je kleiner dieser Abstand a wird, um
so größer wird die Auslenkung des Winkelhebels 68 trotz konstanter
Auslenkung des Schwing-Antriebshebels 72. Bei dickeren Nähteilen 30, 33
nimmt also die Hubbewegung des oberen Stoffschiebers 32 zu. Insofern
können auch dickere Nähteile 30, 33 einwandfrei verarbeitet werden, da
- wie bereits geschildert - der Hub des oberen Stoffschiebers 32 mit
Anheben des Lagerstücks 67 größer wird.
Der obere Stoffschieber 32 und der Drückerfuß 36 sind an voneinander
unabhängigen Führungsstangen, nämlich der Hubstange 51 und der
Druckstange 37 angeordnet. Hierdurch wird eine gegenseitige Beeinflussung von
Stoffdrücker und oberem Stoffschieber 32 herabgesetzt. Die
Obertransportvorrichtung weist außerhalb des Arms 4 nur Schwenkgelenke auf. Die
Obertransportvorrichtung wird damit bei Einsatz geeigneter
Lagermaterialien schmiertechnisch beherrschbar, d. h. die Obertransportvorrichtung
ist damit angenähert wartungsfrei und außerdem für hohe
Nähgeschwindigkeiten von mehr als 4000 Stichen pro Minute einsetzbar.