Die Erfindung betrifft eine Knopfloch-Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Aus dem Prospekt JUKI MEB-3200 Instruction Manual No. 02 29343316 ist eine Knopfloch-Nähmaschine der gattungsgemäßen Art bekannt. Sie weist einen x-y-Tisch auf, der mittels zweier Schrittmotoren als x-Antrieb und y-Antrieb in der Nähebene verschiebbar ist. Auf dem x-y-Tisch sind zwei Nähgutklammern angeordnet, mittels derer ein Nähgut auf dem x-y-Tisch gehalten werden kann. Diese sind jeweils mittels eines Pneumatik-Zylinders in der durch die x-y-Ebene gebildeten Nähebene spiegelsymmetrisch zu einer Mittel-Ebene in x-Richtung verschiebbar. Beide Pneumatik-Zylinder sind jeweils mittels eines in der Steuer-Einheit gespeicherten Steuerbefehls betätigbar. An dem x-y-Tisch sind an jeder Seite Stellschrauben vorgesehen, die ein Einstellen des Spreiz-Weges jeder Nähgutklammer von einer unveränderbaren inneren Spreiz-Ausgangs-Lage in eine Spreiz-Endlage ermöglichen.

DE-A-101 25 778 offenbart ein Nähguthalteglied bestehend aus einer Nähgutaufnahmeplatte und einem Nähgutpresser.

Mit der Verschiebung der Nähgutklammern wird ein Auseinanderziehen, ein sogenanntes Spreizen, des zuvor fest in den Nähgutklammern eingespannten Nähguts erreicht, so daß das Nähgut damit in einen gespannten, ebenen Zustand verbracht wird. Hierdurch können qualitativ hochwertige Knopflöcher erzeugt werden. Mit dem Spreizen des Nähguts wird außerdem erreicht, daß ausreichend Platz für die Nadel vorhanden ist, wenn das Knopfloch zuerst geschnitten und anschließend genäht wird, d.h. wenn die Nähmaschine im sogenannten Vorschneide-Modus arbeitet. Das Ausmaß der Verschiebung beträgt bis zu 1,0 mm an jeder Nähgutklammer, so daß diese zueinander um einen Spreiz-Weg von bis zu 2,0 mm verlagerbar sind.

Der Betrag des Spreiz-Weges hängt von verschiedenen Nähparametern wie der Beschaffenheit des Nähguts, d.h. der Webdichte, des Materials und dergleichen, der Art der zu vernähenden Fäden, der Faden-Spannwerte, der Nadeldicke, gegebenenfalls der Verarbeitung eines Gimpenfadens und anderen Parametern ab.

Nachteilig an dieser bekannten Maschine ist, dass die Nähgut-Klammern sehr stabil ausgeführt werden müssen, da sie ansonsten aufgrund der auftretenden Klemm-Kräfte verbiegen würden. Außerdem treten beim Spreizen beträchtliche Reibungskräfte auf, die von dem zur Ausführung der Spreizbewegung dienenden Verschiebe-Antrieb überwunden werden müssen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Knopfloch-Nähmaschine der gattungsgemäßen Art so weiterzubilden, dass die mindestens eine Nähgut-Klammer möglichst einfach aufgebaut sein kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale im Kennzeichnungsteil des Anspruches 1 gelöst.

Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen wird erreicht, dass mindestens bei der verschiebbaren Nähgut-Klammer keinerlei Kräfte in die Führungen der Nähgut-Klammer auf dem x-y-Tisch übertragen werden. Es treten also bei der Positionierung der Nähgutklammer keinerlei Reibungskräfte auf, die der Verschiebung der Nähgutklammer zum Spreizen entgegenwirken. Die beim Klammern eines Nähguts auftretenden Kräfte bleiben also in der Nähgutklammer selber. Dies wirkt sich wiederum vorteilhaft auf die Schnelligkeit und die Präzision des Spreizvorgangs aus. Außerdem kann die gesamte Spreizvorrichtung leichter dimensioniert, also materialsparender aufgebaut werden.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand dreier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1

eine Seitenansicht einer Knopfloch-Nähmaschine,

Fig. 2

eine Teil-Draufsicht auf einen x-y-Tisch der Nähmaschine entsprechend dem Sichtpfeil II in Fig. 1,

Fig. 3

eine Teil-Seitenansicht der Nähmaschine in vergrößerter Darstellung,

Fig. 4

eine Ansicht entsprechend der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3,

Fig. 5

einen Teil-Querschnitt durch die Nähmaschine entsprechend der Schnittlinie V-V in Fig. 3,

Fig. 6

eine Teil-Draufsicht auf die Nähmaschine entsprechend dem Sichtpfeil VI in Fig. 3,

Fig. 7

einen vertikalen Schnitt durch die Nähmaschine entsprechend der Schnittlinie VII-VII in Fig. 6,

Fig. 8

einen perspektivisch dargestellten Teil der Knopfloch-NähMaschine einschließlich der schaltungsmäßigen Verknüpfung der verschiedenen Antriebe mit der Steuer-Einheit und der BedienEinheit,

Fig. 9

Teile der Nähmaschine in einer Draufsicht in einem gegenüber Fig. 2 vergrößerten Maßstab,

Fig.10

eine Draufsicht auf ein Nähgut-Teil mit einem Augen-Knopfloch,

Fig. 11

eine Teil-Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Nähmaschine in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab und in bereichsweise aufgebrochener Darstellung und

Fig. 12

eine Draufsicht auf den in Fig. 11 gezeigten Teil der Nähmaschine entsprechend der Schnittlinie XII-XII in Fig. 11.

Wie Fig. 1 entnehmbar ist, ist eine Knopfloch-Nähmaschine C-förmig ausgebildet, d. h. sie weist einen oberen Arm 1, eine untere, gehäuseartig ausgebildete Grundplatte 2 und einen beide verbindenden, etwa vertikalen Ständer 3 auf. Im Arm 1 ist in üblicher Weise eine Armwelle 4 gelagert, die von einem nur in Fig. 8 angedeuteten Antriebsmotor 5 antreibbar ist. Von der Armwelle 4 werden in üblicher Weise der Antrieb einer vertikal verschiebbaren Nadelstange 6 mit einer Nadel 7 und ein Schwingantrieb hierfür abgeleitet.

Auf der Grundplatte 2 ist ein x-y-Tisch 8 angeordnet, bei dem es sich also um einen in zwei horizontalen Koordinatenrichtungen, nämlich der x-Richtung und der y-Richtung, verschiebbaren Kreuzschlitten handelt. Der x-y-Tisch 8 ist in üblicher Weise ausgebildet, wie es beispielsweise aus der DE 198 07 771 A1 (entsprechend US-PS 6,095,066 ) bekannt ist. Der Antrieb des x-y-Tisches 8 erfolgt mittels nur in Fig. 8 angedeuteter Antriebe, nämlich eines x-Antriebes 9 und eines y-Antriebes 10, bei denen es sich um positionierbare Elektromotoren, in der Regel also bevorzugt Schrittmotoren, aber auch regelbare Gleichstrommotoren handelt.

Auf dem x-y-Tisch 8 ist eine zweiteilige Stützplatte 11a, 11b angeordnet. Die - in y-Richtung gesehen - linke Teil-Stützplatte 11a ist mittels Positioniereinrichtungen 12, 12' auf dem x-y-Tisch 8 fixiert. Die Positioniereinrichtungen 12, 12' sind durch in der Teil-Stützplatte 11a ausgebildete Ausnehmungen und fest an dem x-y-Tisch 8 angeordnete Zapfen gebildet. Die Teil-Stützplatte 11a ist damit gegenüber dem x-y-Tisch 8 unverschiebbar. Demgegenüber ist die - in y-Richtung gesehen - rechte Teil-Stützplatte 11b auf dem x-y-Tisch 8 in x-Richtung verschiebbar abgestützt. Die Oberseiten der Teil-Stützplatten 11a, 11b liegen in einer gemeinsamen x-y-Ebene.

Auf jeder Teil-Stützplatte 11a bzw. 11b ist eine Nähgut-Klammer 13a bzw. 13b angebracht, die jeweils eine auf der jeweiligen Teil-Stützplatte 11a bzw. 11b angebrachte Teil-Auflageplatte 14a bzw. 14b aufweist, denen jeweils eine Klemmplatte 15a bzw. 15b zugeordnet ist. Die Klemmplatten 15a, 15b sind an doppelarmigen Lagerhebeln 16a, 16b angebracht.

Jeder doppelarmige Lagerhebel 16a, 16b ist mittels eines Schwenklagers 17a, 17b in einem Antriebs- und Lager-Gehäuse 18a, 18b gelagert. Dieses ist mit Schrauben 19 an der Unterseite der Stützplatte 11b fest angeschraubt, wobei beide Teile an ihrer Berührungsfläche unter Verwendung eines nicht dargestellten flüssigen Dichtmittels druckluftdicht miteinander verbunden sind. Nachfolgend wird nur die Nähgutklammer 13b näher beschrieben.

Im Gehäuse 18b ist ein durchgehender, unten offener und oben durch die Stützplatte 11b verschlossener Zylinder-Raum 20 ausgebildet, in dem ein Kolben 21 abgedichtet auf- und abbewegbar angeordnet ist. Dieser Kolben 21 weist eine nach unten aus dem Zylinder-Raum 20 herausragende Kolbenstange 22 auf, die mittels eines Gelenks 23 am zugewandten Ende 24 des Lagerhebels 16b angelenkt ist. Neben dem Zylinder-Raum 20 ist ein Druckluft-Kanal 25 im Gehäuse 18b ausgebildet, der an der Oberseite des Gehäuses 18b mittels eines Überström-Kanals 26 mit dem Zylinder-Raum 20 verbunden ist. An der Unterseite des Gehäuses 18b mündet in den Druckluft-Kanal 25 eine Druckluft-Leitung 27 ein, die mit einem elektro-mechanisch betätigbaren 3/2-Wege-Ventil 28', einem sogenannten Magnet-Ventil, verbunden ist. Die geschilderte Einheit bildet als einseitig pneumatisch beaufschlagbare Kolben-Zylinder-Einheit einen Klemm-Antrieb 28b.

In dem Gehäuse 18b ist weiterhin neben dem Druckluft-Kanal 25 eine Bohrung 29 ausgebildet, in der eine vorgespannte Zugfeder 30 angeordnet ist, die mittels eines Haltestiftes 31 an der Oberseite des Gehäuses 18b und mittels eines weiteren Haltestiftes 32 am Lagerhebel 16b festgelegt ist. Mittels der vorgespannten Zugfeder 30 wird der untere Hebelabschnitt 33 zwischen dem Schwenklager 17b und dem Gelenk 23 nach oben, also zum Klemm-Antrieb 28b hin gezogen, so dass der obere Hebelabschnitt 34 des Lagerhebels 16b nach oben geschwenkt wird, d.h. die Klemmplatte 15b wird von der Stützplatte 11b abgehoben. Wenn dagegen über die Druckluft-Leitung 27, den Druckluft-Kanal 25 und den Überström-Kanal 26 Druckluft in den Raum 20 oberhalb des Kolbens 21 strömt, dann wird der Kolben 21 mitsamt dem unteren Hebelabschnitt 33 gegen die Kraft der Zugfeder 30 nach unten verschoben, so dass der obere Hebelabschnitt 34 mit der Klemmplatte 15b zur Stützplatte 11b hin verschwenkt wird, wodurch ein gegebenenfalls vorhandenes Nähgut-Teil 35 klemmend gehalten wird.

Im unteren Hebelabschnitt 33 ist eine gegen das Gehäuse 18b zur Anlage kommende Stellschraube 36 angeordnet, mittels derer eingestellt werden kann, um welchen Weg die Klemmplatte 15b von der Auflage-Platte 14b angehoben wird.

Durch die Anordnung des Klemm-Antriebs 28b zwischen dem Lagerhebel 16b und der Stützplatte 11b wird sichergestellt, dass die in der Nähgut-Klammer 13b wirkenden Kräfte innerhalb der Klammer 13b bleiben, also nicht noch auf den x-y-Tisch 8 wirken. Die andere Stützplatte 11a mit Nähgut-Klammer 13a ist in gleicher Weise ausgestaltet.

Die Teil-Stützplatten 11a, 11b sind in einer Null-Lage symmetrisch zu einer Mittel-Ebene 37 positioniert, so dass gegenüberliegende Kanten 38a, 38b der Auflageplatten 14a, 14b zwischen sich einen Abstand z von beispielsweise 6 Millimetern aufweisen. In dieser Ebene 37 ist auch an der Grundplatte 2 der Nähmaschine ein ortsfestes Messer 39 zum Schneiden eines Knopfloches 40 angeordnet. Dieses Messer 39 ist Teil einer Schneidvorrichtung 41, zu der auch ein Amboss 42 gehört, der mittels eines Schneidantriebes 43 auf- und abbewegbar an der Unterseite des Armes 1 angebracht ist.

Eine Ausgestaltung für einen Verschiebe-Antrieb für die Teil-Stützplatte 11b geht aus den Fig. 6, 7 hervor. Die Teil-Stützplatte 11b ist direkt auf dem x-y-Tisch 8 verschiebbar geführt. Unterhalb der Stützplatte 11b ist ein pneumatisch beaufschlagbarer Verschiebe-Antrieb 44 am x-y-Tisch 8 befestigt. Er ist mit einer Hebelanordnung 45 gekoppelt, die die Verschiebebewegungen auf die Teil-Stützplatte 11b überträgt. Hierzu sind ein erster Hebel 46 und ein zweiter Hebel 47, die jeweils als doppelarmige Hebel ausgebildet sind, in ihrem mittleren Bereich schwenkbar in Lagern 48 gelagert, die am x-y-Tisch 8 ausgebildet sind. Die Hebel 46, 47 überdecken einander an den einander zugewandten Enden, die jeweils sich in Längsrichtung der Hebel 46, 47 erstreckende, U-förmige Ausnehmungen (Fig. 6) aufweisen. Sie werden hier von einem Bolzen 49 durchsetzt, der an dem senkrecht zur Hauptrichtung der Hebel 46, 47 angeordneten Antrieb 44 vorgesehen ist. Der Bolzen 49 ist an einer Kolbenstange 50 des Antriebs 44 angebracht, die wiederum mit dem Kolben 51 des Antriebs 44 verbunden ist. Letzterer ist im Innen-Raum 52 des Gehäuses 53 des Antriebs 44 verschiebbar angeordnet. In den Raum 52 mündet eine Druckluft-Zuführung 54 ein, in der sich ein elektro-mechanisch betätigbares 3/2-Wege-Ventil 44', also wiederum ein sogenanntes Magnet-Ventil, befindet.

An den einander abgewandten Enden sind die Hebel 46, 47 mit jeweils einem Zapfen 55 versehen, wobei der eine Zapfen 55 in eine langlochförmige Ausnehmung 56 und der andere Zapfen 55 in eine kreisförmige Ausnehmung 56' in der Teil-Stützplatte 11b eingreift. An dem dem Zapfen 55 benachbarten Ende des zweiten Hebels 47 greift auch eine vorgespannte Zugfeder 57 an, die wiederum mit dem x-y-Tisch 8 verbunden ist.

Wenn der Verschiebe-Antrieb 44 mit Druckluft beaufschlagt wird, dann wird der Bolzen 49 mit den beiden mit ihm gekoppelten Enden der Hebel 46, 47 entgegen der x-Richtung verschoben, mit der Folge, dass die Teil-Stützplatte 11b in x-Richtung verschoben wird, und zwar entgegen der Vorspannkraft der Zugfeder 57. Bei Druckentlastung des Verschiebe-Antriebs 44 wird die Teil-Stützplatte 11b von der Zugfeder 57 entgegen der x-Richtung zurückgestellt.

Am x-y-Tisch 8 ist eine erste Stellschraube 58 als einstellbarer Anschlag angebracht, durch die eine erste Endlage der Teil-Stützplatte 11b in x-Richtung begrenzt und eingestellt werden kann. Am Verschiebe-Antrieb 44 ist eine zweite Stellschraube 59 als einstellbarer Anschlag angebracht, durch die der Rückstellweg des Kolbens 51 in x-Richtung begrenzt werden kann, wodurch wiederum eine zweite Endlage der Teil-Stütz-Platte 11b entgegen der x-Richtung begrenzt wird. Durch die beiden Stellschrauben 58, 59 werden also die Endlagen und somit der Verschiebe-Weg der Teil-Stützplatte 11b insgesamt festgelegt.

Die aus Stahl gefertigte Teil-Stützplatte 11b wird dadurch auf dem x-y-Tisch 8 in vertikaler Richtung gesichert, dass sie auf einer Seite eine Haltenase 60b untergreift, während sie an der der Zugfeder 57 benachbarten Seite durch Dauer-Magnete 61 gehalten wird. In gleicher Weise wird auch die Teil-Stützplatte 11a durch eine Haltenase 60a und entsprechende Dauer-Magnete auf dem x-y-Tisch 8 gehalten.

Die Nähmaschine ist mit einer Steuer-Einheit 62 versehen, über die der x-Antrieb 9, der y-Antrieb 10, das Ventil 44' für den Verschiebe-Antrieb 44, der Antriebsmotor 5 der Armwelle 4, die Klemm-Antriebe 28a, 28b und der Schneidantrieb 43 angesteuert werden. Die Steuer-Einheit 62 weist einen Speicherteil 63 auf. Weiterhin ist ihr eine Bedien-Einheit 64 mit einer Eingabe-Tastatur 65 und einer Anzeige 66 zugeordnet.

Im Speicherteil 63 sind die Programme und Daten gespeichert, die eine zu erzeugende Knopfloch-Naht 67 betreffen. Weiterhin sind Werte für den Abstand z gespeichert, die den von der Teil-Stützplatte 11b einzunehmenden Spreiz-Endlagen zugeordnet sind.

Vor Beginn einer Nähoperation wird der x-y-Tisch 8 entsprechend der im Speicherteil 63 gespeicherten Daten in der üblichen Weise mittels der als Schrittmotoren ausgebildeten Antriebe 9, 10 in die Null-Lage gebracht, in der die Mittel-Ebene 37 auch die Nadel 7 in ihrer vertikalen mittleren Lage aufnimmt. Derartige Null-Lagen-Justierungen sind in der Näh-Steuerungstechnik allgemein üblich und bedürfen daher keiner weiteren Erläuterung. Durch entsprechende Betätigung der Bedien-Einheit 64 wählt die Bedienungsperson eine bestimmte Art eines Knopflochs 40 mit Knopfloch-Naht 67 aus.

Anschließend führt die Bedienungsperson einen Einstellvorgang für die Spreizbewegung aus. Hierzu erfolgt an der Bedieneinheit 64 die Betätigung eines bestimmten Schalters einer Eingabe-Tastatur 65, womit die Teil-Stützplatte 11b wechselweise in die erste oder zweite Endstellung verbracht werden kann. Damit ist es möglich, die jeweils unbelastete, also kraftfreie Stellschraube 58 oder 59 einzustellen. Dieser Vorgang wird sooft wiederholt, bis an den Kanten 38a, 38b der Auflageplatten 14a, 14b die vorgegebenen Werte des Abstands z mit Hilfe einer Schieblehre messbar sind.

Mit dem Einstellvorgang erfolgt also eine von der Bedienungsperson ausgeführte Übertragung vorgegebener Spreiz-Daten an den die Teil-Stützplatte 11b positionierenden Verschiebe-Antrieb 44. In der Umkehrung ist es aber auch möglich, empirisch ermittelte Spreiz-Daten, also Maße für die Endlagen der Teil-Stützplatte 11b im Speicherteil 63 abzuspeichern.

Nach Beendigung des Einstellvorgangs wird durch Betätigung eines Schalters der Bedien-Einheit 64 durch entsprechende Ansteuerung des Verschiebe-Antriebs 44 die Teil-Stützplatte 11b mit der Nähgutklammer 13b in eine Spreiz-Ausgangs-Lage verbracht, in der die Teil-Öffnungen 68a, 68b begrenzenden Längskanten 38a, 38b der Klemmplatten 15a, 15b einen Abstand a, entsprechend dem Abstand z, voneinander haben, der der Gesamtbreite b der Knopfloch-Naht 67 zuzüglich eines Abstandes c von beispielsweise je 0,5 mm zwischen der Knopfloch-Naht 67 und jeder benachbarten Längskante 38a bzw. 38b entspricht.

Nunmehr werden von der Bedienungsperson über die Bedien-Einheit 64 oder automatisch entsprechend dem gespeicherten Nähprogramm die Nähgutklammern 13a, 13b geöffnet, und die Bedienungsperson kann das Nähgut-Teil 35 auf die Auflageplatten 14a, 14b auflegen und ausrichten. Anschließend erfolgt das Schließen der Nähgutklammern 13a, 13b durch entsprechende Ansteuerung von Ventilen 28' zur Betätigung der Klemm-Antriebe 28a und 28b, so dass das Nähgut-Teil 35 in den beiden Nähgutklammern 13a, 13b geklammert ist. Danach erfolgt vollautomatisch mittels des von der Steuer-Einheit 62 angesteuerten Verschiebe-Antriebs 44 das Verfahren der Teil-Stützplatte 11b mit der Nähgutklammer 13b um den sich aus den eingestellten Endlagen ergebenden Spreiz-Weg d in x-Richtung. Gleichzeitig oder unmittelbar danach wird der x-y-Tisch 8 um einen Weg d/2 in entgegengesetzter Richtung verfahren, so dass die beiden Auflageplatten 14a, 14b sich wieder spiegelsymmetrisch zur Mittel-Ebene 37 in ihrer Spreiz-End-Lage befinden. Die Teil-Öffnungen 68a, 68b liegen dadurch wiederum spiegelsymmetrisch zur Mittel-Ebene 37. Das geklammerte und nunmehr gespreizte Nähgut-Teil 35 befindet sich in der für die Durchführung des Nähvorgangs exakt definierten Lage unter der Nadel 6. In Fig. 9 ist die Klemmplatte 15b ausgezogen in ihrer Ausgangsposition und gestrichelt in ihrer Spreizposition nach dem Verfahren der Teil-Stützplatte 11b um den Spreiz-Weg d, aber vor der Kompensation durch das Zurück-Verfahren des x-y-Tisches 8 um einen halben Spreiz-Weg d/2 dargestellt. Das Schneiden des Knopfloches 40 mittels des Messers 39 kann vor dem Nähen des Knopfloches 40 oder nach dem Nähen erfolgen. Wie Fig. 10 entnehmbar ist, ist die Knopfloch-Naht 67 eine übliche Raupen-Naht, die durch einen entsprechenden Nadel-Schwingantrieb der Nadelstange 6 erzeugt wird. Es kann zusätzlich an dem dem Knopfloch-Auge 70 entgegengesetzten Ende der Knopfloch-Naht 67 ein nicht dargestellter Endriegel genäht werden.

Eine alternative Ausführungsform für die Verschiebung der Stützplatte 11b zeigen die Figuren 11 und 12. Hierbei ist auf dem x-y-Tisch 8 über eine Kugel-Linear-Führung 71 eine Tragplatte 72 verschiebbar abgestützt, die die Stützplatte 11b trägt. Die Tragplatte 72 mit der Teil-Stützplatte 11b ist mittels eines als Schrittmotor ausgebildeten Verschiebe-Antriebs 73 in x-Richtung verschiebbar. Dieser Antrieb 73 ist am x-y-Tisch 8 angebracht und wirkt über einen auf seiner Welle 74 angebrachten Exzenter 75 und eine mit diesem zusammenwirkende Gleitstein-Schiebeverbindung 76 auf die Tragplatte 72, so dass Maximal-Verschiebungen der Tragplatte 72 in x-Richtung entsprechend der doppelten Exzentrizität des Exzenters 75 möglich sind. Die Verschiebe-Wege liegen auch hier im Bereich von etwa 2 mm. Der Spreiz-Vorgang läuft hierbei ab wie zuvor geschildert; lediglich der Spreiz-Weg d wird hierbei auch über im Speicherteil 63 abgelegte Daten gesteuert.