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Gegenstand
der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Wechseln von Unterfadenspulen
an Näh- und
Stickmaschinen gemäss
Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Die
maximal speicherbare Fadenmenge auf einer Unterfadenspule für eine Näh- oder
Stickmaschine ist durch die geometrischen Gegebenheiten äusserst
begrenzt. Die speicherbare Menge umfasst nur einen Bruchteil der
Fadenmenge, die auf der Spule für
den Oberfaden speicherbar ist und muss daher oft ausgewechselt werden.
Ein weiterer Nachteil dieser geringen Fadenmenge besteht darin,
dass das Auswechseln der Unterfadenspule, welche meist in einer
Spulenkapsel gehalten im Greifer gelagert ist, umständlich ist.
Die Zugänglichkeit
des Greifers, der sich unterhalb der Stichplatte befindet, ist naturgemäss schlecht
und insbesondere beim Sticken oder Quilten wird die Zugänglichkeit
zur Unterfadenspule durch das auf der Stichplatte liegende Nähgut erschwert.
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Im
Stand der Technik sind folglich schon verschiedene Versuche unternommen
worden, diesen Umstand zu verbessern. Aus der DE-10 032 011 ist es
bekannt, die Spule mindestens teilweise aus ferromagnetischem Material
herzustellen, damit sie durch ein magnetisches Entnahmeelement aus
dem Greifer herausführbar
ist. Diese bekannte Vorrichtung bedingt speziell für diese
Entnahmevorrichtung hergestellte Spulen und es können die millionenfach vorhandenen
herkömmlichen
Unterfadenspulen aus nicht magnetischem Material, wie Rostfreistahl
und Kunststoff nicht verwendet werden. Bei dieser bekannten Vorrichtung
muss nicht nur die Spule, sondern auch der Greifer entsprechend
ausgebildet sein, um die ferromagnetische Spule durch magnetische Anziehung
beim Nähen
innerhalb seines Gehäuses festzuhalten.
Das Festhalten erfolgt zudem nicht formschlüssig, sondern nur kraftschlüssig durch
magnetische Anziehungskraft. Diese bekannte Spulenentnahmevorrichtung
bedingt folglich nicht nur spezielle Spulen, sondern auch einen
entsprechend ausgebildeten Greifer.
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Aus
der EP-A1-0829 565 ist weiter ein Spulenwechsler bekannt, der sich
für gewerblich
eingesetzte Nähmaschinen
eignet. Durch ein Handlinggerät
werden von einem Drehstern mit Faden gefüllte, in eine Spulenkapsel
eingesetzte Unterfadenspulen entnommen und in den Greifer der Maschine
eingesetzt. In umgekehrter Reihenfolge wird zuvor, die eine leere
Fadenspule enthaltende Spulenkapsel aus der Maschine entnommen und
auf das Handlinggerät überführt. Solche
Handlinggeräte
sind einerseits teuer und nur im gewerblichen Einsatz brauchbar.
Zudem können
sie nur bedingt an Freiarm-Haushaltnähmaschinen eingesetzt werden,
da durch das Handlinggerät
der Freiarm zum Nähen
von schlauchförmigem
Gut nicht mehr möglich
ist.
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Aus
der
CH 369955 ist weiter
eine Spulenentnahme-Vorrichtung
bekannt, die das Entnehmen der Spule durch Verschieben eines Deckels
auf dem Nähtisch
ermöglicht.
Diese Vorrichtung bedingt, wie die erstgenannte, einen speziell
ausgebildeten Greifer und eine unterhalb der Stichplatte im Maschinengehäuse angeordnete
aufwändige
Mechanik. Bei einer Störung
ist die Entnahme der Spule von Hand kaum mehr ohne Hilfe eines Fachmannes
möglich.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens und
einer Vorrichtung zum Wechseln von Unterfadenspulen, das bzw. die an
Nähmaschinen
mit herkömmlichen
Greifersystemen einsetzbar sind.
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Gelöst wird
diese Aufgabe durch eine Vorrichtung gemäss den Merkmalen des Patentanspruchs
1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen umschrieben.
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Die
erfindungsgemässe
Vorrichtung kann direkt oder indirekt an eine Klappe, wie sie bei
Freiarm-Näh-
und Stickmaschinen vorhanden ist, angebaut werden. Es müssen folglich
keine konstruktive Änderungen
am Aufbau und der Anordnung des Greifersystems und der Nähmaschine
vorgenommen werden. Die einzige notwendige Anpassung besteht darin,
dass an der Spulenkapsel der zum Auslösen der Verriegelung angebrachte
schwenkbare Hebel entfallen kann. Die Vorrichtung kann ohne Studium einer
Anleitung einzig durch Betätigen
eines Knopfes bedient werden. Fehlmanipulationen werden dadurch
ausgeschlossen. In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung
kann der Druck- und
Betätigungsknopf
durch einen elektromagnetischen oder mechanischen Antrieb ersetzt
werden, der beispielsweise durch das öffnen der Klappe aktiviert
wird.
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Anhand
eines illustrierten Ausführungsbeispiels
wird die Erfindung näher
erläutert.
Es zeigen
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1 eine schematische perspektivische Darstellung
einer Haushaltnähmaschine,
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2 eine Explosionsdarstellung
der Einzelteile der Löse-
und Haltevorrichtung sowie der Spulenkapsel und dem Spulenträger,
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3a eine perspektivische
Darstellung eines geöffneten
Deckels von vorne mit darauf befestigter Löse- und Haltevorrichtung; Entnahmestellung,
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3b eine Ansicht der Löse- und
Haltevorrichtung von oben nach dem Ausfahren der Spulenkapsel aus
dem Spulenträger,
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3c eine Ansicht der Löse- und
Haltevorrichtung von oben nach dem Abnehmen der Spulenkapsel,
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4a eine Ansicht des Deckels
nach dem Einsetzen einer gefüllten
Spule und Schliessen mit vollständig
gedrücktem
Druckknopf,
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4b eine Ansicht der Löse- und
Haltevorrichtung von oben in 4a,
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5a eine Seitenansicht des
Deckels bei losgelassenem Druckknopf und zurückgezogenem Schieber in Mittelstellung,
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5b eine Ansicht der Löse- und
Haltevorrichtung von oben gemäss 5a,
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6a eine Seitenansicht des
Deckels mit erneut gedrücktem
Druckknopf zum Entriegeln und Erfassen der Spulenkapsel,
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6b eine Ansicht der Löse- und
Haltevorrichtung von oben wie in 6a,
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7 eine Seitenansicht des
Deckels mit entlastetem Druckknopf vor dem Schwenken des Deckels
in die Stellung gemäss 3a.
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In 1 ist rein schematisch eine
Haushaltnähmaschine 1 mit
einem Sockel 3, einem auf dem Sockel 3 befestigten
und abgestützten
Ständer 5 und
daran befestigtem Unter- bzw. Freiarm 7 sowie dem Oberarm 9 sichtbar.
Am vorderen Ende des Freiarms 7 im Bereich der Stichplatte 11 ist
ein Deckel 13, auch Klappe genannt, in geschlossenem Zustand
und in gebrochenen Linien in geöffnetem,
d.h. nach unten geschwenktem Zustand sichtbar. Der Deckel 13 ist
an der Unterseite des Freiarms 7 angelenkt. Der Deckel 13 könnte auch – ähnlich einer Schublade – aus dem
Unterarm (7) herausziehbar befestigt sein. Er dient dazu,
der Bedienungsperson der Nähmaschine 1 Zugang
zu einer im Unterarm angeordneten Unterfadenspule 73 zu
gewährleisten. Auf
dem heruntergeklappten Deckel 13, der in 1 nur schematisch dargestellt ist, ist
die erfindungsgemässe
Vorrichtung zum Wechseln von Unterfadenspulen 73 nicht
eingezeichnet. Detaillierte Darstellungen der Vorrichtung sind in
den 3 bis 7 ersichtlich. Selbstverständlich könnte die
Wechselvorrichtung auch auf einem vom Deckel unabhängigen Support
angeordnet sein (keine Abb.).
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2 zeigt wiederum den Deckel 13 und
in Explosionsdarstellung Einzelteile der Wechselvorrichtung. Diese
werden nachfolgend einzeln beschrieben, damit deren Funktion, wenn
sie zu einem ganzen als Wechselvorrichtung zusammengesetzt sind,
besser verstanden werden können.
Direkt auf dem Deckel 13 sitzen zwei u-förmige Längsführungen 15,
in deren einander gegenüberliegenden
Nuten 17 ein Schieber 19 parallel verschiebbar
gelagert ist. In zwei Ausnehmungen 21 am Schieber 19 greifen
die Enden zweier Arme 23 einer Wippe 25 ein. Die
Wippe 25 ist auf zwei Wellenstummeln 27, die in Bohrungen 31 eingreifen,
schwenkbar auf zwei Lagerböcken 29 am
Deckel 13 gelagert.
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Im
Schieber 19 ist weiter ein Querriegel 33 verschiebbar
eingesetzt und wird u.a. von einer Entriegelungsklinke 35 gehalten.
Die Entriegelungsklinke 35 ist auf einem Bolzen 37 am
Schieber 19 schwenkbar angelenkt. Die Anlenkung erfolgt
in einer Büchse 39,
die an einem Ende der Entriegelungsklinke 35 liegt; am
anderen Ende der Entriegelungsklinke 35 sind ein Führungsnocken 41 und,
diesem gegenüberliegend,
ein Rasthaken 43 angeordnet.
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Im
Deckel 13 ist weiter ein Druckknopf 45 in einem
runden Loch 47 axial verschiebbar gelagert. Am Druckknopf 45 ist,
deckelinnenseitig, ein Positionierstössel 49 befestigt,
der in einem rohrförmigen Fortsatz 51 am
Deckel 13 längsgeführt wird.
In der Bohrung im rohrförmigen
Fortsatz 51 ist eine Kulisse (nicht sichtbar) ausgebildet,
in welche am Positionierstössel 49 angebrachte
Nocken 53 eingreifen.
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An
der Wippe 25 ist weiter ein Hebel 55 angeformt,
dessen hakenförmiges
Ende 57 in Kontakt mit der Endkappe 59 des Positionierstössels 49 steht (in 2 nicht sichtbar; vgl. 3 bis 7).
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An
einem der beiden Längsführungen 15 ist ein
Schaltnocken 61 schwenkbar angelenkt. Am Schaltnocken 61 ist
ein lappenförmiger
Anschlag 65 ausgebildet, der durch eine Schenkelfeder 63 gegen die
Längsführung 15 gedrückt wird.
Der Schaltnocken 61 ist somit nur in einer Richtung, nämlich gegen
die Kraft der Feder 63 schwenkbar. Am Schaltnocken 61 sind
weiter zwei im wesentlichen rechtwinklig zueinanderstehende Gleitflächen 67 und 69 ausgebildet
(vgl. 3b).
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In 2 sind weiter die nicht
zur Wechselvorrichtung gehörenden
Nähmaschinenteile,
nämlich die
Spulenkapsel 71, mit der darin eingesetzten Spule 73 und
der Spulenträger 75 dargestellt.
Der Spulenträger 75 ist
Teil des in den Figuren nicht dargestellten Greifersystems.
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Die
beiden Wellenstummel 27, an denen die Wippe 25 angelenkt
ist (in 2 nur einer
sichtbar), dienen nicht nur zur Schwenklagerung der Wippe 25, sondern
auch der Lagerung des Deckels 13 im Freiarm 7 der
Nähmaschine 1.
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In
einer weiteren, nicht näher
beschriebenen Ausführung
der Nähmaschine 1 könnte der
Deckel 13 derart ausgebildet sein, dass er auch die Funktion des
Druckknopfs 45 übernimmt.
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Anhand
der 3 bis 7 werden die einzelnen Funktionen
der Vorrichtung erläutert.
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3a zeigt den aufgeklappten
Deckel 13 schräg
von oben mit noch in der Wechselvorrichtung liegender Spulenkapsel 71 und
darin angeordneter Spule 73. Weiter sind die beiden Längsführungen 15, welche
den Schieber 19 führen,
gut erkennbar. Der Druckknopf 45 liegt in seiner ausgefahrenen
Position. Folglich ist der Hebel 55, welcher die Lage des Schiebers 19 steuert
minimal ausgelenkt.
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In 3b sind nur der Querriegel 33 und
die Entriegelungsklinke 35 sowie der Schaltnocken 61 der
Wechselvorrichtung sichtbar. Der Deckel 13 und weitere
Teile, die für
die Funktionserklärung
nicht notwendig sind, fehlen. Der Rasthaken 43 greift in
die verschiebbare Verriegelungsplatte 77 an der Spulenkapsel 71 ein
und löst
damit die Verriegelung zwischen der Spulenkapsel 71 und
dem Spulenträger 75 bzw.
dem in Spulenträger 75 angeordneten
Dorn 79. Die Spulenkapsel 71 kann nun vom Deckel 13 abgenommen
und die darin liegende Spule 73 gegen eine andere ausgetauscht
werden. Beim Auflegen der neuen Spulenkapsel 71 schwenkt
die Entriegelungsklinke 35 im Gegenuhrzeigersinn leicht
nach unten und deren Führungsnocken 41 kommt
in eine Ausnehmung 81 am Querriegel 33 zu liegen
(vgl. 3c).
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4a zeigt den geschlossenen
Deckel 13, nachdem zuvor auf die Wechselvorrichtung eine Spulenkapsel 71 mit
darin angeordneter neuer Spule 73 aufgesetzt worden ist.
Der Druckknopf 45 ist vollständig gedrückt (und deshalb über der
Oberfläche des
Deckels 13 nicht sichtbar) und der Positionierstössel 49 drückt den
Hebel 55 in seine grösstmögliche Ausschwenkposition.
Dadurch wird der Schieber 19 mit dem daran angeordneten
Querriegel 33 und der Entriegelungsklinke 35 nach
rechts verschoben, so dass die Spulenkapsel 71 vollständig in
den Spulenträger 75 eingeschoben
wird. Beim Einschieben der Spulenkapsel 71 in den Spulenträger 75 wird
die Verriegelungsplatte 77 vom konischen Ende des Dorns 79 gegen
die Kraft einer an der Verriegelungsplatte 77 angreifenden
Feder (nicht gezeigt) zur Seite geschoben und rastet nun in der
Nut 83 am Dorn 79 ein (vgl. 6b).
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Nach
dem Loslassen des Druckknopfs 45 fährt dieser in eine Mittelstellung
(5a) zurück und der
Schieber 19 mit dem Querriegel und der Entriegelungsklinke
rückt nach
links, so dass zwischen der Spulenkapsel 71 und der Wechselvorrichtung
ein Zwischenraum X entsteht, der den Durchgang der Fadenschlaufe
beim Nähen
ermöglicht.
Beim Zurückfahren
des Schiebers 19 wird der darin gelagerte Querriegel 33 vom
Schaltnocken 61 nach links bewegt (5b) und hebt den bis anhin in der Vertiefung 81 liegenden
Führungsnocken 41 an,
so dass der Rasthaken 43 nach vorne geschoben wird und
für den
nächsten
Spulenwechselvorgang bereit gestellt ist (5b), um sicherzustellen, dass der Schaltnocken 61 nur
bei der Passage des Querriegels 33 von der Greiferseite
her in Richtung Benutzer wirkt, ist er in der entgegengesetzten
Richtung federnd angelenkt. Daher weicht er beim Vorbeifahren des
Querriegels 33 aus (vgl. 4b).
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Um
bei leerer Spule 73 oder bei einem Farbwechsel die Spule 73 aus
dem Spulenträger 75 entnehmen
zu können,
wird der Druckknopf 45 wiederum vollständig in den Deckel 13 eingepresst
und dadurch der Schieber 19 gegen den Spulenträger 75 geführt. Beim
Vorschieben des Schiebers 19 dringt der Rasthaken 43 in
die Verriegelungsplatte 77 an der Spulenkapsel 7 ein
und hält
diese an der Wechselvorrichtung fest, so dass beim anschliessenden Loslassen
des Druckknopfs 45 und Öffnen
des Deckels 13 die Spulenkapsel 71 mit der darin
liegenden Spule 73 aus dem Spulenträger 75 und damit aus dem
Greifer herausgeführt
wird. Bei Nähmaschinen 1 ohne
Spulenkapsel 71 kann entsprechend nur die Spule 73 allein
aus dem Spulenträger 75 herausgeführt werden.
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Das Öffnen des
Deckels 13 kann durch einen nicht näher dargestellten und beschriebenen
Mechanismus beim Loslassen des Druckknopfs 45 von selbst
erfolgen oder der Deckel 13 wird in herkömmlicher
Weise geöffnet
(7).
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In
den Figuren ist der Aufbau des Druckknopfs 45 und des Positionierstössels 43 nicht
näher umschrieben.
Die Funktion entspricht derjenigen des Betätigungsmechanismus eines Kugelschreibers,
bei dem nach einem ersten vollständigen
Durchdrücken der
Positionierstössel
ebenfalls ganz nach vorne verfahren wird und dann, von einer Feder
zurückgeführt, in
einer Zwischenstellung zwischen der vorgefahrenen und der Grundstellung
verharrt. Beim nächsten vollständigen Betätigen des
Druckknopfs 45 wird der Positionierstössel wiederum ganz nach vorn
und nach dem Loslassen des Druckknopfs 45 nicht mehr in
die Zwischen- oder Mittelstellung, sondern ganz in die Ausgangsstellung
zurückgeführt.
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Selbstverständlich könnte der
Aufbau des Druckknopfs 45 auch ein anderer sein, z.B. ein
Drehknopf, bei dem bei jeder Drehung um einen vorgegebenen Drehwinkel
ein Positionierstössel
in eine vollständig
ausgefahrene Position verfährt
und anschliessend in einer Zwischenposition halt macht und erst
bei folgenden vollständigen
Ausfahren in die Grundposition zurückkehrt. Alternativ wäre auch
eine Betätigung
des Positionierstössels 49 durch
einen elektrischen Linearantrieb möglich, der auf Tastendruck
jeweils die gewünschten
Positionen einnimmt.
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Es
ist ebenfalls möglich,
das öffnen
des Deckels 13 nach der Entriegelung der Spulenkapsel 71 vom
Spulenträger 75 durch
elektrische Antriebselemente auszulösen.
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- 1
- Haushaltnähmaschine
- 3
- Sockel
- 5
- Ständer
- 7
- Unter-
bzw. Freiarm
- 9
- Oberarm
- 11
- Stichplatte
- 13
- Deckel
- 15
- u-förmige Längsführungen
- 17
- Nuten
- 19
- Schieber
- 21
- Ausnehmungen
- 23
- Wippenarme
- 25
- Wippe
- 27
- Wellenstummeln
- 29
- Lagerbock
- 31
- Bohrung
- 33
- Querriegel
- 35
- Entriegelungsklinke
- 37
- Bolzen
- 39
- Büchse
- 41
- Führungsnocken
- 43
- Rasthaken
- 45
- Druckknopf
- 47
- rundes
Loch
- 49
- Positionierstössel
- 51
- rohrförmiger Fortsatz
- 53
- Nocken
- 55
- Hebel
- 57
- hakenförmiges Ende
- 59
- Endkappe
- 61
- Schaltnocken
- 63
- Schenkelfeder
- 65
- Anschlag
- 67
- Gleitfläche
- 69
- Gleitfläche
- 71
- Spulenkapsel
- 73
- Spule
- 75
- Spulenträger
- 77
- Verriegelungsplatte
- 79
- Dorn
- 81
- Ausnehmung
- 83
- Nut