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Die
Erfindung betrifft eine Nähmaschine
mit drei stichbildenden Nähorganen,
nämlich
einer Nadel, einem Greifer und einem Spreizer, wobei der Spreizer
ein Fadendreieck eines Greiferfadens aufspannt, in das die Nadel
mit einem Nadelfaden zur Verbindung des Nadelfadens mit dem Greiferfaden einsticht
und wobei die Nähorgane über zumindest einen
Antrieb angetrieben sind. Die Erfindung betrifft ferner ein Nähorgan für eine Nähmaschine,
insbesondere eine Kettenstich- oder Doppelkettenstichnähmaschine,
vorzugsweise eine Vielnadelkettenstich- oder Vielnadelkettenstichnähmaschine,
bestehend aus einem Spreizer, der ein Fadendreieck eines Greiferfadens
aufspannt, in das eine Nadel mit einem Nadelfaden zur Verbindung
des Nadelfadens mit dem Greiferfaden einsticht.
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Gattungsgemäße Nähmaschinen
und Nähorgane
sind aus dem Stand der Technik bekannt. So offenbart beispielsweise
die
US 5 154 130 A eine Vielnadelkettenstichnähmaschine
mit drei stichbildenden Nähorganen,
die als Nadel, Greifer oder Spreizer ausgebildet sind. Die Nadel
ist oberhalb einer Nähgutauflage
angeordnet und wird alternierend auf- und abbewegt, wobei die Nadel
an ihrem freien, in das Nähgut
einstechenden Ende ein Nadelloch aufweist, durch welches ein Nadelfaden
läuft.
Unterhalb der Nähgutauflage
ist ein oszillierend angetriebener Greifer vorgesehen, der an seinem
freien Ende eine Öffnung
aufweist, durch die ein Greiferfaden läuft, welcher Greiferfaden mit
dem Nadelfaden beim Nähvorgang
verbunden wird. Die aus der
US
5 154 130 A vorbekannte Vielnadelkettenstichnähmaschine
führt Kettenstiche
aus. Hierbei schwingt der Greifer unterhalb der Nähgutauflage
oszillierend hin und her, wobei die Schwingbewegung parallel zur
Nahtrichtung ausgeführt
wird. Mittels eines Spreizer, der ebenfalls unterhalb der Nähgutauflage
angeordnet ist, wird eine sichere Bildung eines Fadendreiecks ausgeführt. In
dieses Fadendreieck sticht die Nadel mit dem Nadelfaden ein.
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Grundsätzlich sind
zwei Bewegungen eines Spreizers möglich. Zum einen kann der Spreizer
in einer Bewegungsrichtung bewegt werden. Bei einer aus der
US 5 154 130 A vorbekannten
Nähmaschine bewegt
sich der Spreizer allerdings auf einer Kreisbahn oder ellipsenähnlichen
Bahn, wobei der Spreizer im Zuge seiner Bewegung ein Stichloch quert, welches
in der Nähgutauflage
angeordnet ist und durch welches die Nadel einsticht.
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Die
Nähorgane
werden durch zumindest einen Antrieb angetrieben und es ist dafür Sorge
zu tragen, dass der Ablauf der Bewegungen der drei Nähorgane
derart gesteuert ist, dass die drei Nähorgane nicht kollidieren.
Unabhängig
vom Antrieb kann eine Kollision grundsätzlich nicht ausgeschlossen
werden. Kollidieren die Nähorgane
miteinander, wobei insbesondere der Spreizer mit der Nadel kollidiert,
da der Spreizer das Stichloch in der Nähgutauflage quert, so besteht
eine erhebliche Gefahr, dass die Nähorgane oder andere damit verbundene
Konstruktionselemente beschädigt
oder zerstört
werden. Derartige Beschädigungen
oder Zerstörungen
führen
in der Regel zum Stillsetzen der gesamten Nähmaschine und zu aufwendigen
Instandsetzungsarbeiten.
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Aus
der
DE 32 01 245 A1 ist
eine Nähmaschine
bekannt, bei der vorgesehen ist, dass die Bewegungsbahn des Spreizers
zwischen der dem Greiferöhr
in der vordersten Greiferstellung am nächsten liegenden Nadelbahn
und dem Greifer verläuft.
Des weiteren ist vorgesehen, dass der Greifer auf seinem Rücken eine
Mulde aufweist, die dazu dient, dass der Spreizer den Greifer passieren
kann, wenn sich der Greifer in Richtung auf den Greiferfaden zubewegt, demzufolge
nach vorne schwingt. Hierdurch soll es möglich sein, den Abstand zwischen
einer Stichplatte und dem Greifer möglichst gering zu halten.
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Weiterhin
beschreibt die
DE 43
20 956 C2 eine Nadel für
eine Nähmaschine,
die ein Nadelöhr, eine
Fadenführungsnut
und einen Schaft aufweist, wobei ergänzend eine Sollbruchstelle
vorgesehen ist, die zur Querschnittsschwächung mindestens eine Gerade
und quer sich erstreckende Nut geeigneten Querschnitts rechtwinklig
zur Nadelöhrbohrung
und rechtwinklig zur Nadellängsachse
und/oder mindestens eine querverlaufende Bohrung geeigneten Durchmessers
parallel zur Nadelöhrbohrung
aufweist. Die Sollbruchstelle soll dafür Sorge tragen, dass die Nadel
bei bestimmten Belastungen aus beliebigen Richtungen an der Sollbruchstelle
bricht.
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Ausgehend
von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe
zugrunde, eine gattungsgemäße Nähmaschine
bzw. ein gattungsgemäßes Nähorgan derart
weiterzubilden, dass eine Kollision der Nähorgane der Nähmaschine
nicht zu größeren Schäden und
damit verbundenen Stillstandszeiten der Nähmaschine führt.
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Eine
erste Lösung
dieser Aufgabenstellung sieht bei einer gattungsgemäßen Nähmaschine
vor, dass die Nähorgane
derart ausgebildet sind, dass zumindest der Spreizer und/oder der
Greifer im Falle einer Kollision mit einem zweiten Nähorgan aufgrund von
Formgebung und/oder von Materialeigenschaften an einer Sollbruchstelle
bricht. Eine zweite alternative Lösung sieht bei einer gattungsgemäßen Nähmaschine
vor, dass die Nähorgane
derart ausgebildet sind, dass zumindest der Spreizer und/oder die Nadel
und/oder der Greifer im Falle einer Kollision mit einem zweiten
Nähorgan
aufgrund von Formgebung und/oder von Materialeigenschaften ausweicht.
In gleicher Weise ist zur Lösung
dieser Aufgabenstellung bei einem gattungsgemäßen Nähorgan vorgesehen, dass der
Spreizer im Falle einer Kollision mit einem zweiten Nähorgan,
insbesondere der Nadel aufgrund seiner Formgebung und/oder seiner
Materialeigenschaften ausweicht oder an einer Sollbruchstelle bricht.
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Grundsätzlich sind
daher zwei Ausgestaltungen zur Lösung
der erfindungsgemäßen Aufgabenstellung
vorgesehen. Nach der ersten Ausführungsform
ist vorgesehen, dass die Nähorgane
derart ausgebildet sind, dass bei einer Kollision der Nähorgane zumindest
eines der Nähorgane
aufgrund seiner Formgebung und/oder seiner Materialeigenschaften, insbesondere
seiner Elastizität
ausweichen kann. Durch das Ausweichen zumindest eines Nähorgans, hierbei
handelt es sich in der Regel um den Spreizer, sind Beschädigungen
an den Nähorganen
und damit verbundenen Konstruktionselementen annähernd ausgeschlossen.
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Alternativ
kann vorgesehen sein, dass die Nähorgane
derart ausgebildet sind, dass zumindest eines der Nähorgane
an einer Sollbruchstelle bricht, wobei sich hier beispielsweise
ebenfalls der Spreizer, unter Umständen aber auch die Nadel als
geeignet erweisen. Bricht eines der Nähorgane an einer Sollbruchstelle,
so können
die Beschädigungen
bei einer Kollision von zwei Nähorganen
derart begrenzt sein, dass das beschädigte bzw. zerstörte Nähorgan in einfacher
und schneller Weise ausgewechselt wird, ohne dass weitergehende
Beschädigungen
an anderen Konstruktionselementen der Nähmaschine zu befürchten sind.
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Nach
einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass die Nähorgane über getrennte Antriebe
angetrieben sind, wobei die Antriebe über eine elektronische Steuerung
miteinander verbunden sind. Bei dieser Ausgestaltung kann auf eine
mechanische Kupplung der Antriebswellen der drei Nähorgane
verzichtet werden, soweit über
die elektronische Steuerung der fehlerfreie Lauf mit den damit verbundenen
Bewegungen der Nähorgane
eingestellt wird.
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Vorzugsweise
ist der Spreizer auf einer geschlossenen Bewegungsbahn, insbesondere
kreis- oder ellipsenförmiger
Ausgestaltung geführt.
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Es
ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass der
Spreizer in einer Halterung derart befestigt ist, dass die Halterung
den Spreizer bei Erreichen einer vorbestimmten, im Falle der Kollision
mit der Nadel und/oder dem Greifer auftretenden Kraft freigibt.
Als geeignet hat sich diesbezüglich
eine Zweipunktabstützung
in der Halterung erwiesen, wobei ein Abstützungspunkt bei Erreichen der
vorbestimmten Kraft öffnet
oder bricht, so dass der Spreizer um einen zweiten Abstützungspunkt
frei verschwenkbar ist.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausführungsform sieht vor, dass
der Spreizer bei Erreichen der vorbestimmten Kraft gegen eine Feder
verschwenkt, welche Feder den Spreizer in die Ausgangsposition zurückschiebt,
sobald die Federkraft größer als
die vorbestimmte Kraft ist. Demzufolge wird der Spreizer im Kollisionsfall
aus seiner Halterung gegen eine Feder geschoben, welche Feder beispielsweise
als Druckfeder ausgebildet ist, die durch das Verschieben des Spreizers
gespannt wird. Sobald die durch die Kollision verursachte Kraft
reduziert wird, kann die Feder den Spreizer in seiner Ausgangsposition
zurückschieben,
so dass der Nähvorgang
fortgeführt
werden kann. In der Regel werden jedoch Einstellarbeiten hinsichtlich
der Bewegungsabläufe
der drei Nähorgane
erforderlich. Diesbezüglich
kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bei Auftreten der vorbestimmten
Kraft ein Signal generiert wird, welches dem Betreiber der Nähmaschine
anzeigt, dass ein Einstellvorgang erforderlich ist. Von Bedeutung
ist, dass während
des Nähvorgangs
auch bei einer Kollision der Nähorgane
keine Beschädigungen
oder Zerstörungen
der Nähorgane bzw.
anderer Konstruktionselemente verursacht werden.
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Eine
alternative Ausgestaltung sieht vor, dass der Spreizer zumindest
im Bereich seines freien, das Fadendreieck aufspannenden Endes eine Elastizität aufweist,
die ein Ausweichen des Spreizers bei Kontakt mit der Nadel ermöglicht.
Kommt der Spreizer demzufolge in Kontakt mit der Nadel, so erlaubt
die Elastizität
des Spreizers ein Ausweichen des Spreizers, so dass der beim Aufeinandertreffen der
beiden Nähorgane
entstehende Druck in eine Formänderung
des Spreizers umgewandelt wird. Die Elastizität des Spreizers ermöglicht hierbei
die Rückkehr
des Spreizers in seine Ausgangsform, so dass auch hier eine Beschädigung des
Spreizers oder der Nadel unterbleibt.
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Die
Elastizität
des Spreizers kann durch seine Form und/oder sein Material bestimmt
sein. Beispielsweise kann der Spreizer zumindest im Bereich seines
freien Endes als Draht mit rundem oder rechteckigem, insbesondere
quadratischem Querschnitt ausgebildet sein.
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Eine
vorteilhafte Weiterbildung dieser Ausgestaltung sieht vor, dass
der Spreizer im Bereich seines freien Endes einseitig abgestützt ist.
Die Abstützung
hat den Vorteil, dass lediglich ein kurzer Bereich des freien Endes
im Kollisionsfall ausweicht. Dies führt im Übrigen dazu, dass mögliche Schwingungen
des Spreizers während
des Nähvorgangs
reduziert werden. Hierbei hat es sich als vorteilhaft erwiesen,
den Spreizer federelastisch gegen einen Anschlag abzustützen, so
dass aufgrund der Vorspannung des Spreizers Schwingungen gedämpft werden.
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Die
Abstützung
erfolgt gemäß einem
weiteren Merkmal der Erfindung gegenüber der Halterung.
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Es
ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, dass der
Spreizer aus einem Material mit hohem Elastizitätsmodul, insbesondere aus Federstahl
oder Kunststoff besteht.
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Weiterhin
hat es sich als vorteilhaft erwiesen, dass der Spreizer Schrägflächen aufweist,
die im Bereich des möglichen
Kontaktbereichs mit der Nadel angeordnet und zur Nadel ausgerichtet
sind. Üblicherweise
erfolgt die Kollision zwischen dem Spreizer und der Nadel dann,
wenn der Spreizer das Stichloch quert, während die Nadel eingestochen
ist. In wenigen Ausnahmefällen
besteht aber auch die Möglichkeit,
dass die Nadel beim Einstechen in das Stichloch auf den in diesem
Moment das Stichloch querenden Spreizer auftrifft. Für diesen
Zweck sind die Schrägflächen vorgesehen,
welche die Nadel zu einer Seite des Spreizers ablenken, so das die
Nadel in abgelenkter Form vorbeiführt. Vorzugsweise handelt es
sich hierbei um die in der Bewegungsrichtung nachlaufende Fläche des
Spreizers. Die Schrägflächen sind
beispielsweise durch einen vorzugsweise dreieckigen Querschnitt
des Spreizers im möglichen Kontaktbereich
ausgebildet. Es besteht aber auch die Möglichkeit, in diesem Bereich
eine Fase anzuordnen, die die Nadel zwingend in den nachlaufenden
Bereich des Spreizers ablenkt.
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Schließlich ist
bei einer erfindungsgemäßen Nähmaschine
vorgesehen, dass bei einer Vielnadelnähmaschine mehrerer Spreizer
an einem Halteblech angeordnet sind, wobei die Spreizer jeweils eine
Sollbruchstelle aufweisen.
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Die
voranstehend beschriebenen Vorteile der erfindungsgemäßen Nähmaschine
treffen auch auf das erfindungsgemäße Nähorgan zu.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung der zugehörigen
Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Nähmaschine
dargestellt sind.
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In
der Zeichnung zeigen:
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1 eine
erste Ausführungsform
eines Ausschnitts einer Nähmaschine
mit drei Nähorganen;
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2 eine
zweite Ausführungsform
eines Ausschnitts einer Nähmaschine
mit drei Nähorganen;
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3 eine
dritte Ausführungsform
eines Ausschnitts einer Nähmaschine
mit drei Nähorganen;
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4 eine
vierte Ausführungsform
eines Ausschnitts einer Nähmaschine
mit drei Nähorganen und
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5 einen
Spreizer in perspektivischer Ansicht.
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In 1 sind
schematisch drei Nähorgane, nämlich eine
Nadel 1, ein Greifer 2 und ein Spreizer 3 einer
nicht näher
dargestellten Doppelkettenstichnähmaschine
dargestellt. Die Nadel 1 wird alternierend auf- und abbewegt
und durchgreift ein Stichloch 4 einer Nähgutauflage 5. Unterhalb
der Nähgutauflage 5 sind
der Greifer 2 und der Spreizer 3 angeordnet, wobei
der Greifer 2 über
eine Antriebswelle 6 und einen daran angeschlossenen, nicht
näher dargestellten
Antrieb oszillierend bewegt wird.
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Der
Spreizer 3 ist mit einer Halterung 7 verbunden,
die mit einem Exzenterantrieb 8 verbunden ist, so dass
der Spreizer 3 sich auf einer im Wesentlichen elliptischen
Bahn bewegt, auf der der Spreizer 3 einmal das Stichloch 4 unterhalb
der Nähgutauflage 5 quert.
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Der
Spreizer 3 ist L-förmig
ausgebildet und weist einen längeren
Schenkel 9 und einen kürzeren Schenkel 10 auf,
wobei der kürzere
Schenkel 10 an seinem freien Ende einen Vorsprung 11 aufweist,
mit dem ein Fadendreieck eines nicht näher dargestellten Greiferfadens
derart aufgespannt wird, dass die Nadel 1 mit einem ebenfalls
nicht näher
dargestellten Nadelfaden in das Fadendreieck einsticht.
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Zu
diesem Zweck ist eine Koordination der Bewegungen der drei Nähorgane 1, 2, 3 erforderlich, um
Kollisionen der Nadel 1 mit dem Spreizer 3 bzw. dem
Greifer 2 zu vermeiden.
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Bei
der Ausführungsform
gemäß 1 weist der
längere
Schenkel 9 des Spreizers 3 ein erstes plattenförmiges Element 12 mit
einer Bohrung 13 auf, in die ein Bolzen 14 der
Halterung 7 eingreift. Der Spreizer 3 ist schwenkbeweglich
um den Bolzen 14 an der Halterung 7 befestigt.
Die Schwenkbewegung wird bei einem üblichen Nähvorgang durch einen zweiten
Bolzen 15 der Halterung 7 unterbunden, welcher
Bolzen 15 in eine Bohrung 16 eines zweiten plattenförmigen Elementes 17 derart
eingreift, dass eine im Kollisionsfall zwischen dem Spreizer 3 und der
Nadel 1 auftretende Kraft den Spreizer 3 über den
Bolzen 15 schiebt, so dass der Bolzen 15 außer Eingriff
mit der Bohrung 16 gelangt und der Spreizer 3 anschließend nur
noch über
den Bolzen 14 mit der Halterung 7 verbunden ist.
Derart ausgebildet kann der Spreizer 3 im Kollisionsfall
mit der Nadel 1 ausweichen, so dass weder die Nadel 1 noch
der Spreizer 3 beschädigt
oder zerstört
werden.
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Nicht
näher dargestellt
ist eine Feder, die im Falle der Kollision zwischen Nadel 1 und
Spreizer 3 durch das Verschwenken des Spreizers 3 relativ
zur Halterung 7 gespannt wird, wodurch der Spreizer 3 im
Anschluss an die Kollision mit der Nadel 1 in seine Ausgangsposition
zurückgezogen
wird, in der der Bolzen 15 erneut in die Bohrung 16 eingreift.
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Alternativ
oder ergänzend
kann im Übergangsbereich
zwischen dem Spreizer 3 und dem Vorsprung 11 eine
Sollbruchstelle vorgesehen sein, die im Kollisionsfall dazu führt, dass
der Vorsprung 11 vom Spreizer 3 getrennt wird,
um eine Beschädigung der
Nadel 1 zu vermeiden. In diesem Fall ist anschließend der
Spreizer 3 auszutauschen. In gleicher Weise kann auch die
Nadel 1 eine Sollbruchstelle aufweisen, an der die Nadel 1 im
Kollisionsfall abbricht.
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Eine
weitere Ausführungsform
der Erfindung ist in 2 dargestellt, wobei für mit der
Ausführungsform
in 1 identische Bauteile auch identische Bezugsziffern
verwendet werden.
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Im
Unterschied zur Ausführungsform
gemäß 1 ist
bei der Ausführungsform
gemäß 2 kein Ausrasten
der Verbindung zwischen der Halterung 7 und dem Spreizer 3 vorgesehen,
so dass der Spreizer 3 über
die beiden Bolzen 14, 15 fest mit der Halterung 7 verbunden
ist.
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Im
Unterschied zur Ausführungsform
gemäß 1 zeigt
die Ausführungsform
gemäß 2 einen Spreizer 3,
der wiederum L-förmig
ausgebildet ist und am freien Ende des Schenkels 10 ein
L-förmiges Spreizelement 18 hat,
welches sich annähernd
parallel zum ersten Schenkel 9 des Spreizers 3 in
Richtung auf die Halterung 7 erstreckt. Das Spreizelement 18 ist
mit einem quadratischen Querschnitt ausgebildet und weist eine hohe
Elastizität
auf, die es ermöglicht,
dass das Spreizelement 18 im Kollisionsfall mit der Nadel 1 in
Richtung auf den ersten Schenkel 9 abgelenkt wird. Die
Elastizität
des Spreizelementes 18 erlaubt es ferner, dass das Spreizelement 18 nach der
Kollision mit der Nadel 1 in seine Ausgangsstellung zurückkehrt.
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An
dem Spreizelement 18 ist eine Schrägfläche 19 angeordnet,
die im Bereich einer dem Schenkel 9 zugewandten Fläche 20 angeordnet
und als Fase ausgebildet ist.
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Diese
Schrägfläche 19 ist
für den
Fall vorgesehen, dass die Nadel 1 auf den Spreizer 3 auftrifft. In
diesem Kollisionsfall wird die Nadel 1 dann über die
Schrägfläche 19 in
den Bereich zwischen dem Spreizelement 18 und dem Schenkel 9 abgelenkt.
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Eine
weitere Ausführungsform
ist in 3 dargestellt, wobei wiederum für identische
Konstruktionselemente übereinstimmende
Bezugsziffern verwendet werden. Bei der Ausführungsform gemäß 3 weist
die Halterung 7 einen U-förmigen Stützarm 21 auf, der
unterhalb des Schenkels 9 und des Schenkels 10 des
Spreizers 3 angeordnet ist und den Spreizer 3 in
diesen Bereichen stützt.
Bei der Ausführungsform
gemäß 3 ist
das freie Ende des Spreizers 3 im Wesentlichen halbkreisbogenförmig ausgebildet.
Die Schenkel 9 und 10 sind im Querschnitt quadratisch
ausgebildet, so dass der Spreizer 3 im Bereich seiner Schenkel 9, 10 eine
hohe Elastizität aufweist.
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Der
Stützarm 21 weist
im Bereich seines freien Endes 22 einen zylindrischen Vorsprung 23 auf, der
als Abstützung
des Spreizers 3 dient. Der Spreizer 3 ist im Bereich
seines an dem Vorsprung 23 anliegenden Bereiches entsprechend
der Außenkontur des
Vorsprungs 23 ausgebildet, wobei der Schenkel 10 des
Spreizers 3 im Wesentlichen an der halben Außenmantelfläche des
Vorsprungs 23 anliegt. Der Spreizer 3 ist gegen
den Vorsprung 23 vorgespannt, so dass bei einem Kontakt
des Spreizers 3, insbesondere des Spreizelementes 18 mit
der Nadel 1 die Schenkel 9 und 10 des
Spreizers 3 ausgelenkt werden und nach Aufhebung des Kontaktes
die Vorspannung des Spreizers 3 im Bereich der Schenkel 9 und 10 den
Spreizer 3 in seine Ausgangsposition, nämlich in der Anlageposition
des Schenkels 10 am Vorsprung 23 zurückführt.
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4 zeigt
eine weitere Ausführungsform der
Erfindung, wobei diese Ausführungsform
konstruktiv mit der Ausführungsform
gemäß 3 übereinstimmt.
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Lediglich
die Formgestaltung des Stützarms 21 weicht
von der Ausführungsform
gemäß 3 ab.
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Schließlich ist
in 5 eine alternative Ausgestaltung eines Spreizers 3 dargestellt,
der aus einem im Querschnitt runden Draht aus einem Federstahl besteht.
Der Spreizer 3 weist einen ersten Schenkel 9 und
einen halbkreisförmig
gebogenen zweiten Schenkel 10, sowie ein L-förmiges Spreizelement 18 auf.
Ferner ist am freien Ende des Schenkels 9 ein parallel
zum Schenkel 9 verlaufender kurzer Schenkelabschnitt 24 vorgesehen,
der über
einen halbkreisförmigen
Bogen 25 mit dem Schenkel 9 verbunden ist. Der
Schenkelabschnitt 24 ist zusammen mit dem Bogen 25 ebenfalls
federelastisch ausgebildet und dient insbesondere dazu, den Spreizer 3 in
eine korrespondierende Öffnung
in die Halterung 7 einsetzen zu können.