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Die
Erfindung betrifft eine Nähmaschine nach
dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Eine
derartige Nähmaschine
ist bekannt aus der
DE
10 2004 019 001 A1 . Dort werden zur Vorgabe eines Bogenradius
eines Vorschubbogens für
das Nähgut
die beiden oberen Stoffschieber unabhängig voneinander mit unterschiedlichen
Drehzahlen angetrieben. Ein derartiger Antrieb ist teuer und bringt
zudem einen hohen Steuerungs-, insbesondere Synchronisationsaufwand
mit sich.
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nähmaschine
der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass der Bogenradius eines
Vorschubbogens für
das Nähgut
vorgebbar ist, ohne dass die beiden oberen Stoffschieber unabhängig voneinander
angetrieben werden müssen.
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Diese
Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch
einen Nähmaschine
mit den im Kennzeichnungsteil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen.
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Erfindungsgemäß wurde
erkannt, dass sich der Bogenradius eines Vorschubbogens auch über die
Vorgabe einer Schlupfdifferenz zwischen den beiden oberen Stoffschiebern
einstellen lässt.
Dabei wurde insbesondere erkannt, dass ein oberer Stoffschieber,
der schlupfbehaftet ist, in seiner Vorschubwirkung den gleichen
Effekt erzielt wie ein schlupfloser oberer Stoffschieber mit geringerer
Transportgeschwindigkeit. Über
die Verstellung der beiden oberen Stoffschieber relativ zueinander
kann die Schlupfdifferenz zwischen den beiden oberen Stoffschiebern
und damit der Bogenradius des Vorschubbogens variiert werden. Auf
diese Weise ist durch eine mechanisch mit vertretbarem Aufwand realisierbare
Verstellbarkeit mindestens eines der beiden oberen Stoffschieber
insbesondere eine stufenlose Radiusvorgabe des Vorschubbogens möglich. Durch einen
unabhängigen
Antrieb der oberen Stoffschieber einerseits und der unteren Stoffschieber
andererseits lässt
sich insbesondere auch ein Raff-Vorschub mit vorgebbarem Kräuselwert
realisieren.
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Ein
Schrittmotor nach Anspruch 2 ermöglicht eine
sehr genaue Relativpositionierung der beiden oberen Stoffschieber
zueinander, insbesondere eine genaue Verstellung eines der beiden
oberen Stoffschieber.
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Ein
Getriebe nach Anspruch 3 ermöglicht eine
sehr feine Relativverstellung der beiden oberen Stoffschieber zueinander,
sodass der Bogenradius eines Vorschubbogens exakt vorgegeben werden kann.
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Ein
Zahnriemen zur Übertragung
nach Anspruch 4 ist robust und wartungsarm.
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Zwei
Zahnriemen als Übertragungselemente nach
Anspruch 5 erlauben eine gute Trennung zwischen den durch das Getriebe
in der Praxis zu realisierenden Funktionen „Übersetzung" und „Wegüberbrückung".
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Ein
Transportband nach Anspruch 6 erlaubt einen effizienten und kontinuierlichen
Stofftransport.
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Eine
Federvorspannung nach Anspruch 7 ermöglicht, dass der verlagerbare
obere Stoffschieber auch in einer abgesenkten Stoffschieber-Position
bei größerer Nähgutdicke
nach oben ausweichen kann.
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Ein
verstellbarer Anschlag nach Anspruch 8 erlaubt eine Anpassung der
Nähmaschine
an unterschiedliche Nähgutdicken.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. In
dieser zeigen:
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1 perspektivisch
eine Nähmaschine,
bei der zur Sichtbarmachung interner Details Gehäuseelemente abgenommen sind;
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2 perspektivisch
einen Ausschnitt der Nähmaschine
nach 1 mit Blickrichtung auf eine obere Stoffschieber-Baugruppe;
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3 eine
perspektivische Ansicht eines nähgutseitigen
Abschnitts der oberen Stoffschieber-Baugruppe, wobei ein verlagerbarer
oberer Stoffschieber in einer maximal abgesenkten Position dargestellt
ist, gesehen aus einer Blickrichtung, die derjenigen nach 2 in
etwa entgegengesetzt ist;
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4 eine
zu 3 ähnliche
Darstellung, wobei ein Tragteil der oberen Stoffschieber-Baugruppe
zur Sichtbarmachung dahinterliegender Details weggelassen ist;
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5 eine
zu 4 ähnliche
Darstellung, bei der der verlagerbare obere Stoffschieber in eine maximal
angehobene Position verstellt ist; und
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6 eine
zu 4 ähnliche
Darstellung, bei der der verlagerbare obere Stoffschieber durch Nähgut aus
der maximal nach unten verstellten Position entgegen der Vorspannung
einer Feder nach oben gedrückt
ist.
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Eine
Nähmaschine 1 hat
einen oberen Arm 2, einen vertikalen Ständer 3 und ein unteres
Gehäuse,
das üblicherweise
als Grundplatte 4 bezeichnet ist. Die Grundplatte 4 hat
eine nach oben ragende Säule 5,
weshalb die Nähmaschine 1 auch
als Säulen-Nähmaschinen
bezeichnet wird. Im Arm 2 ist eine nicht näher dargestellte
Armwelle drehbar gelagert. Der Antrieb der Armwelle und damit der
wesentlichen Nähkomponenten
der Nähmaschine 1 erfolgt über einen
in der Grundplatte 4 montierten Antriebsmotor 6 und
einen in der Zeichnung nicht näher
dargestellten Riemenantrieb. Über
die Armwelle und einen Kurbeltrieb ist eine im Arm 2 vertikal
gelagerte, in der Zeichnung nicht dargestellte Nadelstange vertikal
auf- und abgehend antreibbar, die an ihrem unteren Ende eine Nadel
trägt.
Eine ungefähre
Position der Nadelstange ist in der 1 gestrichelt
bei 7 angedeutet. Unterhalb der Nadelstange ist in der
Säule 5 ein
Greifer drehantreibbar gelagert. Zu vernähende Nähgutteile (vergleiche das Nähgutteil 8 in 6)
werden über eine
die Oberseite der Säule 5 bildende
und seitlich längs
der Nährichtung über die
Säule 5 überstehende Stichlochplatte 9 geführt, durch
die die Nadel in den Bereich des Greifers hindurchtritt.
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Zum
Vorschieben der miteinander zu vernähenden Nähgutteile in Nährichtung
der Nähmaschine 1 dienen
eine untere Stoffschieber-Baugruppe 10 und eine obere Stoffschieber-Baugruppe 11.
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Die
untere Stoffschieber-Baugruppe 10 hat zwei nebeneinander
laufende untere Transportbänder 12, 13,
die als Polyurethan-beschichtete Zahnriemen ausgeführt sind.
Die Transportbänder 12, 13 werden über in der
Säule 5 gelagerte
Zahnscheiben 14 von einem gemeinsamen Antrieb so angetrieben, dass
sie sich relativ zur Stichplatte 9 in der Nährichtung
mit der gleichen Geschwindigkeit bewegen.
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Jeweils
mit einem der beiden unteren Transportbänder 12, 13 zum
Nähgut-Vorschub wirken zwei obere
Transportbänder 15, 16 zusammen.
Die oberen Transportbänder 15, 16 sind
als geschlossene Endlos-Transportbänder und ebenfalls als Polyurethan-beschichtete
Zahnriemen ausgeführt.
Das obere Transportband 15 ist dabei oberhalb des unteren Transportbands 12 angeordnet
und wirkt mit diesem zusammen. Das obere Transportband 16 ist
oberhalb des unteren Transportbands 13 angeordnet und wirkt mit
diesem zusammen.
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Dort,
wo das obere Transportband 15 mit dem unteren Transportband 12 zusammenwirkt,
ist das obere Transportband 15 über eine Umlenkrolle 17 umgelenkt.
Im weiteren Verlauf wird das obere Transportband 15 durch
Umlenk- und Führungselemente
so geführt,
dass ein abwärtslaufendes
Transportbandtrum benachbart zu einem aufwärtslaufenden Transportbandtrum
läuft.
Die Führungs-
und Umlenkelemente sind getragen von einer am Arm 2 festgelegten
Tragstange 18.
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Angetrieben
ist das obere Transportband 15 über eine Zahnscheibe 19.
Letztere wird über
ein Umlenkgetriebe 20 angetrieben von einem Bandantriebs-Schrittmotor 21.
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Das
zweite obere Transportband 16 wird dort, wo es mit dem
unteren Transportband 13 zusammenwirkt, von einer Umlenkrolle 22 umgelenkt. Letztere
wird getragen von einem Verstell- beziehungsweise Schwenkhebel 23,
der im Wesentlichen die Form eines Kniehebels hat. Der Verstellhebel 23 ist
angetrieben verschwenkbar um eine in der 4 gestrichelt
angedeutete Schwenkachse 24. 4 zeigt
den Verstellhebel 23 in einer Position, in der die Umlenkrolle 22 und
damit das obere Transportband 16 maximal relativ zum unteren
Transportband 13 abgesenkt ist. Diese Position wird nachfolgend
auch als Minimalschlupf-Position bezeichnet. 5 zeigt die
Position, bei der der Verstellhebel 23 und damit die Umlenkrolle 22 um
die Schwenkachse 24 angetrieben in eine maximal gegenüber dem
unteren Transportband 13 angehobene Position verstellt
ist. Diese Position wird nachfolgend auch als Maximalschlupf-Position
bezeichnet.
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Der
Antrieb des Verstellhebels 23 um die Schwenkachse 24 erfolgt über eine
Zahnscheibe 25, einen Verstellantriebs-Zahnriemen 26,
ein Paar benachbarter und auf der selben Welle gelagerter Zahnscheiben 27,
einen Übertragungszahnriemen 28 und
einen Verstell-Schrittmotor 29.
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Bei
der Kraftübertragung
vom Verstell-Schrittmotor 29 auf die Zahnscheibe 25 sorgt der
Zahnriemen 28 im Wesentlichen für die Untersetzung des Drehbewegung
der Antriebswelle des Schrittmotors 29 in die Drehbewegung
der Zahnscheibe 25. Der Zahnriemen 26 sorgt für die räumliche Überbrückung des Übertragungsweges
von der der Zahnscheibe 27 benachbarten Zahnscheibe hin zur
Zahnscheibe 25.
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Der
Vorschub-Antrieb des oberen Transportbandes 16 erfolgt über eine
Zahnscheibe 31, die benachbart zur Zahnscheibe 19 angeordnet
und auf der gleichen Welle wie diese drehfest zur Zahnscheibe 19 gelagert
ist. Die Zahnscheibe 31 hat eine größere Zahnzahl als die Zahnscheibe 19,
weshalb, da beide Zahnscheiben 19, 31 vom gleichen
Bandantriebs-Schrittmotor 21 angetrieben
sind, das verstellbare obere Transportband 16 mit größerer Transportgeschwindigkeit
umläuft,
als das in der Höhe
nicht verstellbare obere Transportband 15.
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Ein
der Umlenkrolle 22 gegenüberliegender Hebelschenkel 32 des
Verstellhebels 23 hat einen Anschlagträger 33, der einen
verstellbaren Anschlag 34 in Form einer Stellschraube trägt. Über den
Anschlag 34 stützt
sich der Hebelschenkel 32 an einem drehfest mit der Zahnscheibe 25 verbundenen Übertragungshebel 35 ab.
Die Verstellverschwenkung des Verstellhebels 23 von der
Minimal- zur Maximal-Schlupfposition mittels angetriebener Drehung der
Zahnscheibe 25 erfolgt durch Übertragung mittels des Übertragungshebels 35.
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Der
Verstellhebel 23 ist relativ zum Übertragungshebel 35 um
eine weitere Schwenkachse 36 verschwenkbar, die in der 4 ebenfalls
gestrichelt angedeutet ist. Wird der Übertragungshebel 35 von der
Minimal-Schlupfposition
um die Schwenkachse 24 in die Maximal-Schlupfposition verstellt,
ist die Relativverschwenkung des Verstellhebels 23 zum
Verstellhebel 35 um die Schwenkachse 36 aufgrund
des Anschlags 34 blockiert. Eine freie Verschwenkung des
Verstellhebels 23 um die Schwenkachse 36 zum Ausweichen
der Umlenkrolle 22 nach oben ist jedoch möglich, wobei
sich bei dieser Verschwenkung der Anschlag 34 vom Übertragungshebel 35 abhebt.
Diese Situation ist in der 6 dargestellt.
Diese Verstellbewegung des Verstellhebels 23 relativ zum Übertragungshebel 35 mit
Abheben des Anschlags 34 erfolgt entgegen der Vorspannung
einer Zugfeder 37, die an einem Ende am Übertragungshebel 35 und am
anderen Ende am Hebelschenkel 32 des Verstellhebels 23 festgelegt
ist.
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Mit
Hilfe des verstellbaren oberen Transportbandes 16 kann
der Radius eines bogenförmigen Vorschubs
für ein
Nähgutteil,
zum Beispiel das Nähgutteil 8 in
der 6, einstellbar vorgegeben werden. In der in der 4 gezeigten
Minimal-Schlupfposition liegen beide oberen Transportbänder 15, 16 im Wesentlichen
schlupffrei am oberen Nähgutteil
an. Da sich das verstellbare obere Transportband 16 schneller
bewegt als das andere obere Transportband 15, verläuft das
von der oberen Stoffschieber-Baugruppe 11 vorgeschobene
Nähgut
in einem Bogen, wobei die Umlenkrolle 22 bogeninnenseitig angeordnet
ist. Dieser Vorschubbogen hat einen minimalen Radius.
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In
der Maximal-Schlupfposition nach 5 steht
das verstellbare obere Transportband 16 unter Schlupf in
Eingriff mit dem von der oberen Stoffschieber-Baugruppe 11 transportierten
Nähgut.
Das andere obere Transportband 15 steht schlupffrei mit
dem Nähgutteil
in Eingriff. Der Schlupf des verstellbaren oberen Transportbandes 16 kann
je nach Einstellung der Maximal-Schlupfposition insbesondere dazu
führen,
dass die Schlupfwirkung die Bogenwirkung der oberen Stoffschieber-Baugruppe 11 aufgrund
der unterschiedlichen Transportgeschwindigkeiten der oberen Transportbänder 15, 16 genau
kompensiert, sodass in der Maximal-Schlupfposition das Nähgutteil längs der
Nährichtung
exakt geradlinig, also nicht im Bogen, transportiert wird. In den
Stellungen zwischen der Minimal- und der Maximal-Schlupfposition
wird, je weiter sich die Umlenkrolle 22 von der Minimal-Schlupfposition
entfernt, der Radius des Vorschubbogens, ausgehend vom minimalen
Radius bei der Minimal-Schlupfposition, immer größer. Auf diese Weise lässt sich über die
Verstellung des verstellbaren oberen Transportbandes 16 der
Radius des Vorschubbogens für
das mit der oberen Stoffschieber-Baugruppe 11 transportierte
Nähgut
vorgeben. Auf diese Weise können
beispielsweise Ärmel
unterschiedlicher Größen eingenäht werden.
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Die
Abhängigkeit
des Bogenradius des Vorschubbogens von der Verstellposition der
Umlenkrolle 22 und damit des Transportbands 16 kann
für jede zu
vernähende
Stoffposition vorab mit Hilfe eins Teach-In- Algorithmus bestimmt werden. Über ein
Bedienfeld kann dann eine Bedienperson eingeben, welche Ärmelgröße eingenäht werden
soll. Je nach Ärmelgröße bestimmt
eine Steuerung der Nähmaschine
einen Bogenradius für
den Vorschubbogen. Abhängig
vom bestimmten Bogenradius wird mit Hilfe des Verstell-Schrittmotors 29 der
Verstellhebel 23 um die Schwenkachse 24 verschwenkt,
sodass die Umlenkrolle 22 mit dem verstellbaren oberen
Transportband 16 in die diesem Bogenradius zugeordnete Position über dem
unteren Transportband 13 kommt. Nun kann der Ärmel in
der vorgegebenen Größe eingenäht werden.
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Aufgrund
der Verlagerbarkeit des verstellbaren oberen Transportbandes 16 zwischen
der Minimal- und der Maximal-Schlupfposition findet zwischen diesen
beiden Positionen eine Verlagerung der beiden oberen Transportbänder 15, 16 relativ
zueinander im Bezug auf ihren Abstand zu den unteren Transportbändern 12, 13 statt.
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Die
Zugfeder 37 dient zur Vorspannung des Vertellhebels 23 und
damit des oberen Transportbandes 16 in eine untere Stoffschieber-Position.
Gleichzeitig ist der obere Stoffschieber 16 um die Schwenkachse 36 schwenkbar
so gelagert, dass er abhängig von
der Dicke des Nähgutteils 8 gegen
die Vorspannung der Druckfeder 37 nach oben hin verlagerbar ist.