-
Hintergrund
der Erfindung
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft allgemein Nähmaschinen, die mit einem Stoffhalter
(d.h. einem Stoffhalteelement) ausgerüstet sind, das zusammen mit
einer Nadelstange senkrecht beweglich ist und insbesondere auf eine
verbesserte Nähmaschine, die
es erlaubt, dass ein Nähwerkstück zuverlässig von
einem Stoffhalter niedergehalten wird, wenn der Stoffhalter an seinem
unteren Totpunkt angeordnet ist, und es auch erlaubt, dass das Nähwerkstück vom Stoffhalter
mit einer konstanten Haltekraft niedergehalten wird.
-
Bisher
sind Nähmaschinen
bekannt, die mit einem Stoffhalter ausgerüstet sind, der in einer solchen
Weise auf einer Nadelstange getragen wird, dass der Stoffhalter
relativ zur Nadelstange, die in einer Hin- und Herbewegung senkrecht
angetrieben wird, senkrecht beweglich ist. Der Stoffhalter wird
von einer Schraubenfeder, die auf der Nadelstange vorgesehen ist,
normalerweise nach unten gespannt oder gedrückt, so dass sein Anstoßteil gegen
ein Nähnadelbefestigungselement
(eine sogenannte "Nadelklemme") stößt, das
auf der Nadelstange vorgesehen ist und auch als ein Anschlagselement
fungiert. Der Stoffhalter wird zusammen mit der Nadelstange senkrecht
bewegt, während
er an das Nähnadelbefestigungselement
(der Nadelklemme) anstößt, wenn
der Stoffhalter jedoch seinen unteren Totpunkt erreicht hat, um
einen Stoff bzw. ein Nähwerkstück niederzuhalten,
so bewegt sich nur die Nadelstange, während der Stoffhalter an dem
unteren Totpunkt verbleibt. Ein Beispiel für eine solche Nähmaschine
ist aus der japanischen Patentanmeldungsoffenlegungsschrift Nr.
HEI-5-245278 oder Nr. HEI-9-84981 bekannt.
Die Veröffentlichung
mit der Nr. HEI-5-245278 offenbart eine Nähmaschine, bei der eine Nadelstangen-Antriebswelle
(die auch als "Hauptmaschinenwelle" bezeichnet wird)
so ausgerichtet ist, dass sie sich in einer waagrechten Richtung
der Nähmaschine
von links nach rechts erstreckt, während die Veröffentlichung
mit der Nr. HEI-9-84981 eine Nähmaschine
offenbart, bei der eine Nadelstangen-Antriebswelle so ausgerichtet
ist, dass sie sich in einer waagrechten Richtung der Maschine von
vorne nach hinten erstreckt (eine sogenannte "Armnähmaschine").
-
Bei
der in den jeweiligen Veröffentlichungen Nr.
HEI-5-245278 und Nr. HEI-9-84981
offenbarten Nähmaschine
ist ein Stützelement
zum Abstützen
eines vorbestimmten Eingriffsteils des Stoffhalters von unten während der
Abwärts-
oder Absenkbewegung des Stoffhalters vorgesehen, um ein Geräusch (ein Aufschlagsgeräusch) zu
dämpfen,
das während
der zusammen ausgeführten
senkrechten Bewegung des Stoffhalters und der Nadelstange erzeugt
wird; das Stützelement
wird synchron mit der senkrechten Bewegung der Nadelstange senkrecht
angetrieben. Insbesondere wird das Stützelement synchron mit der
senkrechten Bewegung der Nadelstange zwischen einer unteren Grenzposition,
bei der das Stützelement
den Eingriffsteil des sich nach unten bewegenden Stoffhalters abstützt, um
den unteren Totpunkt des Stoffhalters zu definieren, und einer oberen
Grenzposition, die in einem vorbestimmten Abstand von der unteren
Grenzposition nach oben beabstandet ist, in einer Hin- und Herbewegung
angetrieben. Beim Abwärtshub
der Nadelstange wird das Stützelement
von der oberen Grenzposition zur unteren Grenzposition in einer
entsprechend gesteuerten Art und Weise nach unten angetrieben, um
so den Eingriffsteil des Stoffhalters an der unteren Grenzposition
mit einer minimierten Relativbewegungsgeschwindigkeitsdifferenz
zwischen dem Stoffhalter und dem Stützelement abzustützen; auf
diese Weise ist es möglich,
ein Aufschlagsgeräusch
zwischen dem Eingriffsteil des Stoffhalters und dem Stützelement
wirksam zu vermeiden, wenn der Stoffhalter am unteren Totpunkt gestoppt
wird. Beim Aufwärtshub der
Nadelstange wird auf der anderen Seite das Stützelement während eines Zeitraums, bevor
die Nadelklemme der Nadelstange unmittelbar unter den Anstoßteil des
Stoffhalters gelangt, der am unteren Totpunkt gehalten wird, nach
oben angetrieben, so dass die Nadelklemme der Nadelstange mit einer
minimierten Relativbewegungsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen der
Nadelklemme der Nadelstange und dem Anstoßteil des Stoffhalters gegen
den Anstoßteil
des Stoffhalters stößt; auf
diese Weise ist es ebenfalls möglich,
ein Aufschlagsgeräusch
zwischen der Nadelklemme und dem Anstoßteil des Stoffhalters zu vermeiden.
Die offenbarten mit dem Stützelement
ausgerüsteten
Nähmaschinen
sind nämlich dazu
konstruiert, Geräusche
zu dämpfen,
die erzeugt werden, während sich
der Stoffhalter senkrecht bewegt, indem Aufschlagsgeräusche vermieden
werden, die während
der Abwärts-
und der Aufwärtsbewegung
des Stoffhalters erzeugt werden.
-
Es
würden
jedoch die folgenden Nachteile bei den Nähmaschinen auftreten, bei denen
der Stoffhalter zusammen mit der Nadelstange über die an der Nadelstange
angebrachte Schraubenfeder senkrecht bewegt wird. Erstens wird,
weil der Stoffhalter über
die Schraubenfeder bezüglich
der Nadelstange normalerweise nach unten gedrückt wird, das Niederhalten
des Nähwerkstücks durch
den Stoffhalter ebenfalls von der Schraubenfeder ausgeführt, weshalb
die Kraft, mit der das Nähstück vom Stoffhalter
niedergehalten wird, von der Stärke
der Spannkraft der Schraubenfeder abhängt. Daher muss die Spannkraft
der Schraubenfeder so groß sein,
dass der Stoffhalter das Nähwerkstück zuverlässig niederhalten
kann, weshalb, wenn das Nähwerkstück Leder oder
eine andere Art Werkstück
mit einer relativ großen
Dicke ist, die Schraubenfeder über
eine sehr große Spannkraft verfügen muss. Wenn die Spannkraft der
Schraubenfeder jedoch zu groß ist,
würde ein
an die Nadelstangenantriebswelle (Hauptmaschinenwelle) angelegtes
Lastdrehmoment mehr als nötig ansteigen.
Insbesondere hat in einem Fall, bei dem die Nähmaschine zum Beispiel eine
Mehrkopfnähmaschine
ist, die eine Vielzahl von Nähköpfen aufweist,
das Lastdrehmoment die Tendenz, sehr groß zu sein, was sich manchmal
negativ auf das Nähen auswirken
würde.
-
Außerdem würde die
Spannkraft der Schraubenfeder, welche den Stoffhalter normal nach
unten drückt,
gemäß der Auf-
und Abbewegung der Nadelstange variieren, während der Stoffhalter am unteren Totpunkt
angeordnet ist. Die 13A und 13B sind Ansichten, die bei
einem typischen Beispiel für
herkömmlicherweise
bekannte Nähmaschinen,
die mit dem Stützelement
ausgerüstet
sind, schematisch den Stoffhalter 41 zeigen, der an seinem
unteren Totpunkt angeordnet ist. Insbesondere zeigt 13A einen Zustand der Nähmaschine,
unmittelbar nachdem der Stoffhalter 41 den unteren Totpunkt
erreicht hat, und zeigt 13B einen
Zustand der Nähmaschine, bei
dem die Nadelstange an ihrem unteren Totpunkt angeordnet ist. Die
Nähmaschine
nimmt denselben in 13A gezeigten
Zustand ein, unmittelbar bevor der Stoffhalter 41 dazu
veranlasst wird, sich vom unteren Totpunkt nach oben zu bewegen.
Unmittelbar nachdem der Stoffhalter 41 den unteren Totpunkt
erreicht hat, wurde die Schraubenfeder 43 noch nicht komprimiert,
wie aus 13A hervorgeht,
weshalb die Spannkraft der Feder 43 relativ schwach ist.
Während
sich die Nadelstange 3 jedoch zu ihrem unteren Totpunkt
nach unten bewegt, wird die Schraubenfeder 43 allmählich zusammengedrückt, so
dass die Spannkraft der Feder 43 allmählich größer wird. Die Schraubenfeder 43 nimmt
den am meisten zusammengedrückten
Zustand ein und übt
daher die größte Spannkraft
aus, wenn die Nadelstange 3 ihren unteren Totpunkt erreicht
hat. Dann wird bei einem Aufsteigen der Nadelstange 3 die
Schraubenfeder 43 wieder entspannt, so dass ihre Spannkraft
allmählich schwächer wird.
So variiert die Kraft, mit der der Stoffhalter 41 ein Nähwerkstück niederhält mit der senkrechten
Bewegung der Nadelstange 3, weshalb das vom Stoffhalter 41 ausgeführte Halten
des Nähwerkstücks die
Tendenz hat, instabil zu sein.
-
Ferner
ist in der japanischen Patentveröffentlichung
Nr. 2848968 eine Nähmaschine
offenbart, bei der die Nadelstange und der Stoffhalter über getrennte
Antriebsmechanismen senkrecht angetrieben werden, um die oben erörterten
Nachteile zu vermeiden. Gemäß der Offenbarung
der Patentveröffentlichung Nr.
2848968 ist der Stoffhalter auf der Nadelstange in einer solchen
Weise vorgesehen, dass er relativ zur Nadelstange senkrecht beweglich
ist, die in einer Hin- und Herbewegung senkrecht angetrieben wird. Auf
einer Basisnadelstange, die parallel zur Nadelstange vorgesehen
ist, sind ein erstes Anhebeelement zum Antreiben der Nadelstange
und ein zweites Anhebeelement zum Antreiben des Stoffhalters in
einer solchen Weise vorgesehen, dass das erste und das zweite Anhebeelement
senkrecht beweglich sind. Das erste und das zweite Anhebeelement
sind mit einem ersten bzw. einem zweiten Übertragungsmechanismus verbunden,
so dass die Anhebeelemente unabhängig
von der jeweils von der Rotation der Hauptmaschinenwelle abhängigen Beziehung von
den entsprechenden Übertragungsmechanismen
nach oben und nach unten angetrieben werden. Das erste und das zweite
Anhebeelement haben ein erstes bzw. ein zweites Antriebselement,
von denen jedes um eine Achse parallel zur Basisnadelstange rotierbar
ist. Das erste Antriebselement hat einen ausgenommenen Eingriffsteil,
der mit einem Eingriffsteil in Eingriff kommen kann, der auf der
Nadelstange vorgesehen ist, während
das zweite Antriebselement einen ausgenommenen Eingriffsteil hat,
der mit einem Eingriffsteil in Eingriff kommen kann, der auf dem
Stoffhalter vorgesehen ist. Das erste und das zweite Antriebselement
werden jeweils normalerweise in einer vorbestimmten Drehposition
gehalten, bei der der Eingriffsteil der Nadelstange bzw. des Stoffhalters
mit dem ausgenommenen Teil des Antriebselements in Eingriff ist. Wenn
die Nähmaschine in
einen "Sprungnähzustand" gebracht werden
soll, bei dem die senkrechte Bewegung der Nadelstange und des Stoffhalters
vorübergehend
gestoppt wird, werden die beiden Antriebselemente jeweils um die Achse
gedreht, um den Eingriff zwischen ihrem ausgenommenen Teil und dem
Eingriffsteil der Nadelstange bzw. des Stoffhalters aufzuheben.
Durch ein derartiges Aufheben des Eingriffs kann die Nähmaschine
in einen "Sprungnähzustand" gebracht werden,
bei dem verhindert wird, dass die senkrechte Bewegung der Anhebeelemente
zur Nadelstange und zum Stoffhalter übertragen wird. Ferner hat
die Nadelstange ein federndes Element (bzw. ein Druckelement), das
auf ihr angebracht ist, um an die Nadelstange und den Stoffhalter
jeweils eine nach oben wirkende Druckkraft anzulegen, und wenn die
Nähmaschine
in den "Sprungnähzustand" gebracht wird, stoßen die
Stoßteile
der Nadelstange und des Stoffhalters gegen entsprechende Anschläge, so dass
die Nadelstange und der Stoffhalter in ihren entsprechenden oberen
Totpunkten gehalten werden.
-
Bei
der in der Patentveröffentlichung
Nr. 2848968 offenbarten Nähmaschine,
bei der der Stoffhalter über
das zweite Anhebeelement, das durch die Drehung der Hauptmaschinenwelle
senkrecht angetrieben wird, senkrecht bewegt werden kann, ohne ein
anderes Element zu treffen, wird kein Aufschlagsgeräusch erzeugt,
so dass von der senkrechten Bewegung des Stoffhalters herrührende Geräusche verringert
werden können.
Weil ferner der Stoffhalter so senkrecht bewegt wird, dass sein
Eingriffsteil mit dem ausgenommenen Teil des zweiten Antriebselements in
Eingriff ist, ist die senkrechte Bewegung des Stoffhalters begrenzt
(d.h. eine obere und eine untere Grenzposition ist definiert), so
dass der Stoffhalter daran gehindert werden kann, sich unerwünschterweise
zu heben, wenn er das Nähstück niederhält.
-
Die
in der Patentveröffentlichung
Nr. 2848968 offenbarte Nähmaschine
hat dann die folgenden Nachteile. Wenn nämlich bei der offenbarten Nähmaschine
die Nadelstange und der Stoffhalter über die getrennten Antriebsmechanismen
senkrecht bewegt werden, so werden sowohl die Nadelstange als auch
der Stoffhalter "übersprungen", um so vorübergehend
deaktiviert zu werden. Wenn jedoch sowohl die Nadelstange als auch
der Stoffhalter übersprungen
werden, so würden
Aufschlagsgeräusche erzeugt,
wenn die Nadelstange und der Stoffhalter gegen ihre entsprechenden
Anschläge
stoßen,
um an ihren oberen Totpunkten gehalten zu werden. Weil solche Aufschlagsgeräusche gleichzeitig
von der Nadelstange und von dem Stoffhalter erzeugt werden, so wären die
Aufschlagsgeräusche
extrem groß. Insbesondere
wenn es sich bei der Nähmaschine
um eine Mehrkopfnähmaschine
mit einer Vielzahl von Nähköpfen handelt,
würden
die Aufschlagsgeräusche
in Entsprechung zu der Anzahl der Nähköpfe viel größer.
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Angesichts
der oben genannten Probleme ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, eine verbesserte Nähmaschine
vorzusehen, die es ermöglicht,
dass der Stoffhalter ein Nähwerkstück mit einer
konstanten Kraft mittels eines Stoffhalters zuverlässig niederhält, ohne
dass dabei ein übergroßes Lastdrehmoment
an die Nadelstangenantriebswelle (Hauptmaschinenwelle) angelegt
wird, wodurch Geräusche
während
des Betriebs der Maschine wirksam verringert werden können.
-
Zum
Erfüllen
der oben erwähnten
Aufgabe sieht die vorliegende Erfindung eine verbesserte Nähmaschine
vor, die Folgendes aufweist: eine Nadelstange, die zum Durchführen eines
Nähvorgangs senkrecht
bewegt wird; einen Stoffhalter, der auf der Nadelstange in einer
solchen Weise abgestützt
wird, dass der Stoffhalter relativ zur Nadelstange senkrecht beweglich
ist; ein Druckelement zum normalen Drücken des Stoffhalters auf der
Nadelstange nach unten; und ein Positionseinschränkungselement zum mechanischen
Einschränken
einer Position des Stoffhalters, um zu verhindern, dass sich der
Stoffhalter nach Erreichen eines unteren Totpunkts zusammen mit
der senkrechten Bewegung der Nadelstange nach oben bewegt.
-
Wenn
der Stoffhalter seinen unteren Totpunkt noch nicht erreicht hat,
wird der Stoffhalter, der vom Druckelement normal gedrückt wird,
in einer vorbestimmten Position relativ zur Nadelstange gehalten
und bewegt sich senkrecht zusammen mit der Nadelstange wie bei den
herkömmlicherweise
bekannten Nähmaschinen.
Ferner wird, wie bei den herkömmlicherweise
bekannten Nähmaschinen, wenn
der Stoffhalter den unteren Totpunkt erreicht hat, eine weitere
Abwärtsbewegung
des Stoffhalters verhindert, und bewegt sich die Nadelstange weiter nach
unten gegen die Spannkraft des Druckelements, so dass eine Nähnadel,
die an ihrem distalen Ende vorgesehen ist, in einen Stoff einsticht,
um einen Nähvorgang
durchzuführen.
Während
dieser Zeit kann aufgrund der Dicke des Stoffs oder eines anderen
Faktors auf den Stoffhalter eine nach oben anhebende Kraft wirken,
weshalb eine Anordnung getroffen werden muss, um ein unerwünschtes
Anheben des Stoffhalters zu verhindern. Zu diesem Zweck hat das
Druckelement, das in den herkömmlicherweise
bekannten Nähmaschinen
eingesetzt wird, eine Spannkraft, die so groß ist, dass ein unerwünschtes Anheben
des Stoffhalters verhindert wird. Daher würde bei den herkömmlicherweise
bekannten Nähmaschinen
ein großes
Lastdrehmoment auf die Nadelstange angewendet, weshalb eine große Antriebskraft
erforderlich ist, so dass das große Lastdrehmoment überwunden
werden kann, was daher zu einer großen Last führt, die an einer die Nadelstange
antreibenden Hauptmaschinenwelle anliegen würde. Im Gegensatz dazu ist
die vorliegende Erfindung durch das Vorsehen des Positionseinschränkungselements zusätzlich zum
Druckelement gekennzeichnet, um ein solches Problem des Standes
der Technik zu vermeiden. Wenn nämlich
bei der vorliegenden Erfindung der Stoffhalter zusammen mit der
senkrechten Bewegung der Nadelstange den unteren Totpunkt erreicht
hat, so schränkt
das Positionseinschränkungselement
die Position des Stoffhalters mechanisch ein, um eine Aufwärtsbewegung
des Stoffhalters vom unteren Totpunkt zu verhindern, weshalb die
vorliegende Erfindung den Stoffhalter zuverlässig daran hindern kann, unerwünscht vom
unteren Totpunkt angehoben zu werden.
-
Im
Gegensatz zu den herkömmlicherweise bekannten
Nähmaschinen
braucht das Druckelement in der vorliegenden Erfindung keine Spannkraft aufzuweisen,
die so groß ist,
dass sie dazu ausreicht, den Stoffhalter daran zu hindern, vom unteren
Totpunkt angehoben zu werden; die Spannkraft des Druckelements braucht
bei der vorliegenden Erfindung lediglich groß genug zu sein, um den Stoffhafter in
einer vorbestimmten Position relativ zur Nadelstange zu halten,
während
der Stoffhalter sich zusammen mit der sich senkrecht bewegenden
Nadelstange bewegt. Hieraus ergibt sich, dass die vorliegende Erfindung
das Lastdrehmoment beträchtlich verringern
kann, das vom Druckelement an die Nadelstange und die Hauptmaschinenwelle
angelegt wird. Ferner kann mit dem Positionseinschränkungselement,
das die Position des Stoffhalters zum Verhindern einer Aufwärtsbewegung
des Stoffhalters vom unteren Totpunkt mechanisch einschränkt, die Kraft,
mit der der Stoffhalter vom Positionseinschränkungselement niedergehalten
wird, konstant gemacht werden, so dass ein Nähwerkstück vom Stoffhalter mit einer
konstanten Kraft und in einer stabilen Art und Weise niedergehalten
werden kann.
-
Es
folgt eine Beschreibung von Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung, wobei jedoch zu beachten ist, dass die
vorliegende Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen
eingeschränkt
ist, sondern dass verschiedene Modifikationen der Erfindung möglich sind,
ohne dass dadurch von den Grundprinzipien abgewichen wird. Der Umfang
der vorliegenden Erfindung soll daher lediglich durch die beiliegenden
Ansprüche
bestimmt werden.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
Zum
besseren Verständnis
der Aufgaben und weiteren Merkmale der vorliegenden Erfindung werden
nachfolgend ihre bevorzugten Ausführungsformen im Einzelnen anhand
der beiliegenden Zeichnungen beschrieben.
-
1 ist
eine linke Seitenansicht eines einer Vielzahl von Nähköpfen in
einer Mehrkopf-Mehrnadel-Nähmaschine
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der sich eine Hauptmaschinenwelle
in einer waagrechten Richtung der Nähmaschine von links nach rechts
erstreckt;
-
2 ist
eine linke Seitenschnittansicht des in 1 dargestellten
Nähkopfs;
-
3 ist
eine Vorderansicht eines Arms im in 1 dargestellten
Nähkopf;
-
4 ist
eine vergrößerte teilweise
aufgeschnittene perspektivische Darstellung einer Stoffhalterklemme
im Nähkopf;
-
5 ist
eine schematische Darstellung, die Bewegungskurven einer senkrechten
Bewegung einer Nadelstange und eines Stützelements im Nähkopf zeigt;
-
6 ist
eine linke Seitenschnittansicht des Nähkopfs, wenn ein Stoffhalter
an seinem unteren Totpunkt angeordnet ist;
-
7 ist
eine linke Seitenschnittansicht des Nähkopfs, wenn die Nadelstange
und der Stoffhalter an ihren unteren Totpunkten angeordnet sind;
-
8 ist
eine Vorderansicht des Arms im in 6 dargestellten
Nähkopf;
-
9 ist
eine Vorderansicht des Arms in einem der mehreren Nähköpfe in einer
Nähmaschine gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der die Hauptmaschinenwelle so ausgerichtet
ist, dass sie sich in einer waagrechten Richtung der Nähmaschine
von vorne nach hinten erstreckt, wobei insbesondere die Nadelstange
und der Stoffhalter in ihren oberen Totpunkten dargestellt sind;
-
10 ist
eine Vorderansicht des Arms in der Nähmaschine von 9,
wobei insbesondere der Stoffhalter dargestellt ist, der seinen unteren
Totpunkt erreicht hat;
-
11 ist
eine rechte Seitenansicht eines der Nähköpfe bei der Nähmaschine
von 9;
-
12 ist
eine Ansicht, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt, bei der ein Positionseinschränkungselement von einem Motor
angetrieben wird;
-
13A ist eine Ansicht, die schematisch einen Stoffhalter
zeigt, der seinen unteren Totpunkt in einer herkömmlicherweise bekannten Nähmaschine, die
mit einem Stützelement
ausgerüstet
ist, erreicht hat; und
-
13B ist eine Ansicht, die schematisch eine Nadelstange
zeigt, die in der in 13A dargestellten herkömmlicherweise
bekannten Nähmaschine
an ihrem unteren Totpunkt angeordnet ist.
-
Detaillierte Beschreibung
der Erfindung
-
[Erste Ausführungsform]
-
Zuerst
folgt anhand der 1–8 eine Beschreibung
einer Nähmaschine
gemäß einer
ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, die eine Nadelstangenantriebswelle (d.h.
eine Hauptmaschinenwelle) aufweist, die sich in einer waagrechten Richtung
der Nähmaschine
von links nach rechts erstreckt. Die erste Ausführungsform wird unter der Annahme
beschrieben, dass die Nähmaschine
eine Mehrkopf-Mehrnadel-Nähmaschine
ist, die mit mehreren Nähköpfen H ausgestattet
ist. 1 ist eine linke Seitenansicht eines der Nähköpfe H in
der Mehrkopf-Mehrnadel-Nähmaschine,
bei der sich die Hauptmaschinenwelle in einer waagrechten Richtung
von links nach rechts erstreckt, 2 ist eine linke
Seitenschnittansicht des Nähkopfs
H, 3 ist eine Vorderansicht eines Arms 1,
und 4 ist eine vergrößerte teilweise aufgeschnittene
perspektivische Darstellung einer Stoffhalterklammer im Nähkopf H.
Die rechte Seite der 1 und 2 und eine
Seite von 3, die dem Leser der Figur näher liegt,
entsprechen einer Vorderseite der Nähmaschine, die zu einer menschlichen
Bedienperson hin zeigt, welche die Maschine für einen Nähvorgang usw. betreibt.
-
Wie
gezeigt ist, weist jeder der Nähköpfe H den
Arm 1 auf, der auf einem Maschinenrahmen M befestigt ist,
sowie ein Nadelstangengehäuse 2,
das auf dem Arm 1 in einer solchen Weise abgestützt wird,
dass es relativ zum Arm 1 waagrecht verschiebbar ist. Mehrere
Nadelstangen 3, von denen in der Figur lediglich eine gezeigt
ist, sind im Nadelstangengehäuse 2 senkrecht
beweglich vorgesehen. Die mehreren Nähköpfe H sind auf dem Maschinenrahmen
M in vorbestimmten Abständen
angeordnet, und eine Nadelplatte 4 ist unmittelbar unter
jedem der Nähköpfe H angeordnet.
Ein Drehhaken einer herkömmlicherweise
bekannten Konstruktion ist unter jeder der Nadelplatten 4 vorgesehen.
Wie aus 3 hervorgeht, erstreckt sich
eine Hauptmaschinenwelle 5 in einer waagrechten Richtung
von links nach rechts durch die Arme 1 der einzelnen Nähköpfe H und
wird die Hauptmaschinenwelle 5 über einen (nicht gezeigten)
Maschinenantriebsmotor drehend angetrieben. Innerhalb des Arms 1 eines
jeden Nähkopfs
H sind eine Nadelstangenantriebsnocke 6, eine Fadenaufnahmehebelantriebsnocke 21 und
eine Stützelementantriebsnocke 26 (siehe 2)
vorgesehen.
-
Wie
ganz klar aus 2 hervorgeht, ist an einem Ende
einer Stange 7 ein ringförmiger Teil mit einem Außenumfang
der Nadelstangenantriebsnocke 6 gekoppelt. Die Stange 7 ist
am anderen Ende über
einen Stift 9 mit einem im Wesentlichen mittig liegenden
Teil eines Nadelstangenantriebshebels 8 verbunden, und
der Nadelstangenantriebshebel 8 ist vom Arm 1 schwenkend
gelagert. Beim Nadelstangenantriebshebel 8 ist ein distales
Ende über
ein Verbindungselement 10 mit einem Nadelstangenanhebeelement 11 verbunden,
und das Nadelstangenanhebeelement 11 ist auf einer Basisnadelstange 12 senkrecht
beweglich montiert, die ihrerseits auf dem Arm 1 montiert
ist, und erstreckt sich senkrecht parallel zur Nadelstange 3.
Das Nadelstangenantriebselement 13, das um die Achse der
Basisnadelstange 12 rotierbar ist, ist auf dem Nadelstangenanhebeelement 11 in
einer solchen Weise vorgesehen, dass es sich zusammen mit dem Nadelstangenanhebeelement 11 senkrecht
bewegt. Das Nadelstangenantriebselement 13 hat einen ausgenommenen
Eingriffsteil 13A, der so ausgeformt ist, dass er mit einem vorstehenden
Eingriffsstift 14a einer Nadelstangenklemme 14 in
Eingriff kommen kann, die auf der Nadelstange 3 befestigt
ist. Das Nadelstangenantriebselement 13 hat auch einen
Eingriffsteil 15 einer vorbestimmten senkrechten Länge. Eine
Torsionsfeder 16 ist zwischen dem Nadelstangenanhebeelement 11 und
dem Nadelstangenantriebselement 13 vorgesehen, und durch
die Spannkraft der Torsionsfeder 16 wird das Nadelstangenantriebselement 13 normalerweise
in einer Drehposition gehalten, in der es gegen einen Anschlag 17 stößt, der
auf dem Nadelstangenanhebeelement 11 befestigt ist. Wenn
das Nadelstangenantriebselement 13 in der oben erwähnten Drehposition
ist, kommt der ausgenommene Eingriffsteil 13a mit dem vorstehenden
Eingriffsstift 14a einer Nadelstangenklemme 14 in
Eingriff. Während bei
solchen Anordnungen die Hauptmaschinenwelle 5 drehend angetrieben
wird, wird über
die Nadelstangenantriebsnocke 6 und die Stange 7 eine
Antriebskraft auf den Nadelstangenantriebshebel 8 übertragen,
so dass der Nadelstangenantriebshebel 8 senkrecht geschwenkt
wird. Während
der Nadelstangenantriebshebel 8 auf diese Weise senkrecht
geschwenkt wird, bewegen sich das Nadelstangenanhebeelement 11 und
das Nadelstangenantriebselement 13, das an einem distalen
Endteil des Nadelstangenantriebshebels 8 befestigt ist,
senkrecht, so dass die Nadelstange 3 über den Eingriffsstift 14a der Nadelstangenklemme 14,
die mit dem ausgenommenen Eingriffsteil 13a in Eingriff
ist, senkrecht angetrieben.
-
Wie
in 2 gezeigt, ist eine Stützwelle 18 an einem
Teil des Arms 1 befestigt, der über der Position angeordnet
ist, an der der Nadelstangenantriebshebel 8 vom Arm 1 schwenkbar
gelagert ist, und ist ein Fadenaufnahmehebelantriebselement 19 auf
der Stützwelle 18 schwenkbar
montiert. Ein Nockenfolger 20 ist auf einem distalen Endteil
des Fadenaufnahmehebelantriebselements 19 vorgesehen, und
dieser Nockenfolger 20 ist in eine Nockennut 21a eingepasst,
die in der Fadenaufnahmehebelantriebsnocke 21 ausgebildet
ist. Ferner ist ein Fadenaufnahmeantriebshebel 22, der
zusammen mit dem Fadenaufnahmehebelantriebselement 19 schwenkbar
ist, auf der Stützwelle 18 gelagert,
und eine Walze 23 ist am distalen Ende des Fadenaufnahmeantriebshebels 22 vorgesehen.
Im Nadelstangengehäuse 2 sind
Fadenaufnahmehebel 24 senkrecht schwenkbar in entsprechender
Zuordnung zu den Nadelstangen 3 vorgesehen. Jeder der Fadenaufnahmehebel 24 hat
auf seiner Basisseite einen Angussteil 25 mit einer passenden
Nut 25a. Die Walze 23, die am distalen Ende des
Fadenaufnahmeantriebshebels 22 vorgesehen ist, passt in
die passende Nut 25a des Angussteils 25. Wenn
bei solchen Anordnungen die Hauptmaschinenwelle 5 drehend angetrieben
wird, dreht sich auch die Fadenaufnahmehebelantriebsnocke 21,
so dass die Antriebskraft von der Hauptmaschinenwelle 5 über den
Fadenaufnahmeantriebshebel 22 übertragen wird, weshalb die Fadenaufnahmehebel 24 mit
der passenden Nut 25a, in welcher die Walze 23 des
Fadenaufnahmeantriebshebels 22 passt, in eine senkrechte
Schwenkbewegung versetzt werden.
-
Wie
in 1 gezeigt ist, weist die Stützelementantriebsnocke 26,
die auf der Hauptmaschinenwelle 5 sitzt, eine Nockennut 26a auf,
in die ein Nockenfolger 28 passt, der auf einem Antriebshebel 27 vorgesehen
ist. In ähnlicher
Weise wie der Nadelstangenantriebshebel 8 ist auch der
Antriebshebel 27 auf dem Arm 1 schwenkbar gelagert.
Der Antriebshebel 27 ist an seinem distalen Ende an einem
Stützelement 29 über ein
Verbindungselement 30 verbunden, und das Stützelement 29 ist
auf der Basisnadelstange 12 senkrecht beweglich angebracht.
Am Stützelement 29 ist
ein Stützstück 32 befestigt,
um einen Eingriffsstift 31a einer Stoffhalterklemme 31,
die auf der Nadelstange 3 senkrecht beweglich vorgesehen ist,
von unten abzustützen.
Wenn bei solchen Anordnungen die Hauptmaschinenwelle 5 drehend
angetrieben wird, dreht sich die Stützelementantriebsnocke 26,
so dass der Antriebshebel 27 in eine Schwenkbewegung versetzt
wird, weshalb das Stützelement 29 (und
das Stützelement 32)
entlang der Basisnadelstange 12 auf und ab angetrieben
werden.
-
Eine
Nähnadel 34 ist
am unteren Ende einer jeden Nadelstange 3 mittels einer
festen Nadelklemme 33 befestigt. Bei jeder der Nadelstangen 3 ist
die Nadelstangenklemme 14 im Wesentlichen an einem mittigen
Teil befestigt, und an der Nadelstangenklemme 14 steht
der Eingriffsstift 14a zur Basisnadelstange 12 hin
vor. Ein eigener Anschlag 35 ist an einem Teil der Nadelstange 3 über der
Nadelstangenklemme 14 befestigt. Eine Nadelstangenhaltefeder 37 ist zwischen
einem Federanschlag 36 am oberen Ende einer jeden Nadelstange 3 und
der oberen Oberfläche
eines waagrechten Rahmens 2a des Nadelstangengehäuses 2 in
einer solchen Weise vorgesehen, dass sie die Nadelstange 3 normal
nach oben drückt. Durch
die Spannkraft der Nadelstangenhaltefeder 37 wird die Nadelstange 3 normalerweise über ein
Kissen 38 eines stoßdämpfenden
weichen Materials, das gegen die untere Oberfläche des waagrechten Rahmens 2a stößt, an ihrem
oberen Totpunkt gehalten. Ferner ist bei jeder der Nadelstangen 3 die
Stoffhalterklemme 31 in einer solchen Weise an einem im Wesentlichen
mittigen Teil zwischen der festen Nadelklemme 33 und der
Nadelstangenklemme 40 vorgesehen, dass die Stoffhalterklemme 31 relativ
zur Nadelstange 3 senkrecht beweglich ist. Bei der Stoffhalterklemme 31 steht
der Eingriffsstift 31a zur Basisnadelstange 12 hin
vor, und ein zylindrischer Teil 31b ist auf ihrer oberen
Oberfläche
vorgesehen. Wie ganz klar aus 4 hervorgeht,
ist ein Anschlagselement 39 auf dem zylindrischen Teil 31b der
Stoffhalterklemme 31 in einer solchen Weise vorgesehen,
dass es relativ zur Nadelstange 3 senkrecht beweglich ist, und
eine Schraubenfeder 40 zum normalen Drücken des Anschlagselements 39 nach
unten ist auf dem zylindrischen Teil 31b der Stoffhalterklemme 31 vorgesehen.
Das Anschlagselement 39 ist an einem sich nach unten erstreckenden
Teil 39a einstückig
angeformt, das in einem ausgenommenen Teil aufgenommen wird, der
in einer Vorderseite der Stoffhalterklemme 31 ausgebildet
ist. Der Stoffhalter 41 ist mittels einer Schraube oder
dergleichen am sich nach unten erstreckenden Teil 39a des
Anschlagselements 39 befestigt und erstreckt sich nach
unten.
-
Der
Stoffhalter 41 hat an seinem unteren Ende einen Stoffhalteteil 41a,
durch den die Nähnadel 34 gelangen
kann. Der Stoffhalter 41 hat auch ein Anstoßteil 41b im
Wesentlichen an seinem mittleren Teil, und die Nadelstange 3 erstreckt
sich durch den Anstoßteil 41b.
Ein Kissen 42 aus einem stoßdämpfenden weichen Material ist
zwischen dem Anstoßteil 41b und
der Nadelklemme 33 vorgesehen. Eine Schraubenfeder (ein
Druckelement) 43 zum normalen Drücken des Stoffhalters 41 nach
unten ist zwischen der Nadelstangenklemme 14 und der Stoffhalterklemme 31 vorgesehen.
Eine Position des Stoffhalters 41 relativ zur Nadelstange 3 ist
durch den Anstoßteil 41b des
Stoffhalters 41 eingeschränkt, der mittels der Spannkraft
der Schraubenfeder 43 über das
Kissen 42 gegen die Nadelklemme 33 gestoßen wird.
-
Es
folgt eine Beschreibung eines "Sprungmechanismus" zum vorübergehenden "Überspringen" (d.h. vorübergehenden Stoppen einer Auf-
und Abbewegung) der Nadelstange 3 während eines Nähvorgangs.
Wie in 1 mit strichpunktierten Linien angegeben, ist
ein Motor 44 auf einer Seitenfläche des Arms 1 über ein
Basiselement befestigt. Ein Sprunghebel 45 ist auf der
Welle des Motors 44 befestigt, und eine Walze 46 ist
drehbar auf einem distalen Endteil des Sprunghebels 45 vorgesehen.
Die Walze 46 ist in einer solchen Weise hinter einem Eingriffsteil 15 des
Nadelstangenantriebselements 13 angeordnet, dass die Walze 46 den
Eingriffsteil 15 kontaktieren kann. Der Sprunghebel 45 wird
normalerweise über
eine nicht gezeigte Torsionsfeder in einer Richtung vorgespannt,
in der sich die Walze 46 vom Eingriffsteil 15 wegbewegt;
auf diese Weise wird der Sprunghebel 45 normalerweise in
einer Drehposition gehalten, die in 1 mit einer
durchgezogenen Linie gezeigt ist. Wenn der Sprunghebel 45 vom Motor 44,
der in Reaktion auf ein vorbestimmtes Sprungsignal aktiviert wird,
in eine in 1 durch eine strichpunktierte
Linie angezeigte Position rotiert wird, drückt die Walze 46 gegen
einen Eingriffsteil 15, so dass das Nadelstangenantriebselement 13 um
die Achse der Basisnadelstange 12 in eine Sprungposition
geschwenkt wird, in der der ausgenommene Eingriffsteil 13a des
Nadelstangenantriebselements 13 mit dem Eingriffsstift 14a der
Nadelstangenklemme 14 außer Eingriff kommt (im gezeigten
Beispiel in einer Richtung von einer Vorderseite der Figurenebene (dem
Leser der Figur näher
liegend) zu einer Rückseite
der Figurenebene, vom Leser der Figur entfernt). Auf diese Weise
wird die Auf- und Abbewegung des Nadelstangenantriebselements 13 nicht länger an
die Nadelstange 3 übertragen,
so dass die Nadelstange 3 und der Stoffhalter 41 in
einen "Sprungzustand" (bzw. vorübergehend
deaktivierten Zustand) versetzt werden. Es wird darauf hingewiesen,
dass der Eingriffsteil 15 in einer vorbestimmten senkrechten
Länge ausgebildet
ist, so dass die Walze 46 den Eingriffsteil 15 innerhalb
des senkrechten Auf- und Abbewegungsbereichs des Nadelstangenantriebselements 13 kontaktieren
kann.
-
Wenn
das Nadelstangenantriebselement 13 von der oben erwähnten "Sprungposition" in die ursprüngliche
Drehposition zurückversetzt
werden soll, bei der der ausgenommene Eingriffsteil 13a des
Nadelstangenantriebselements 13 mit dem Eingriffsstift 14a der
Nadelstangenklemme 14 in Eingriff ist, wird der Motor 44 deaktiviert,
so dass der Sprunghebel 45 durch die Vorspannkraft der
Torsionsfeder zur in 1 mit einer durchgezogenen Linie
eingezeigten Drehposition zurückgebracht
wird. Auf diese Weise wird veranlasst, dass das Nadelstangenantriebselement 13 durch
die Vorspannkraft der Torsionsfeder 16 zur ursprünglichen
Drehposition zurückkehrt,
wo es gegen den Anschlag 17 stößt (im gezeigten Beispiel in
einer Richtung von der Rückseite
der Figurenebene zur Vorderseite der Figurenebene, die dem Leser
der Figur näher
liegt), so dass der ausgenommene Eingriffsteil 13a des
Nadelstangenantriebselements 13 mit dem Eingriffsstift 14a der
Nadelstangenklemme 14 in Eingriff gebracht wird.
-
Es
folgt eine Beschreibung eines Positionseinschränkungselements zum Verhindern
eines unerwünschten
Anhebens des Stoffhalters 41, der an seinem unteren Totpunkt
angeordnet ist. Wie aus 3 hervorgeht, ist ein Haltehebel 47 an
einem vorderen unteren Endoberflächenteil
des Arms 1 (d.h. der Vorderseite der Nähmaschine) schwenkbar gelagert.
Der Haltehebel 47, der in der Form eines Plattenelements
ist, das zum Beispiel, wie in 3 gezeigt,
eine gebogene Form hat, hat einen Halteteil 47a, der so
gebogen ist, dass er in einer Vorwärtsrichtung die Maschine (senkrecht
zur Zeichnungsebene von 3) vorsteht. Im Haltehebel 47 ist
auch ein Führungsschlitz 47b ausgebildet,
der sich von seinem oberen Teil nach unten im Wesentlichen bis zu
seinem mittleren Teil entlang der gebogenen Kontur des Hebels 47 erstreckt.
Ein Stift 48 ist im Führungsschlitz 47b für eine Verschiebungsbewegung entlang
dem Führungsschlitz 47b eingepasst,
und vom Stift 48 ist ein Ende an einer Stütze 49 befestigt, die
ihrerseits auf der Vorderseite des Stützelements 29 befestigt
ist. Auf diese Weise bewegt sich bei einer senkrechten Bewegung
des Stützelements 29 der Stift 48 senkrecht
zusammen mit dem Stützelement 29,
während
er entlang dem Führungsschlitz 47b gleitet,
so dass der Haltehebel 47 in eine senkrechte Schwenkbewegung
versetzt wird. Wenn der Stoffhalter 41 den unteren Totpunkt
erreicht hat, schwenkt der Haltehebel 47, um den Eingriffsstift 37a der
Stoffhalterklemme 31 zwischen dem Haltehebel 47 und dem
Stützstück 32 des
Stützelements 29 (von
dem Einzelheiten noch zu erläutern
sind) niederzuhalten und von oben sandwichartig einzuklemmen.
-
Die
folgenden Absätze
beschreiben das Verhalten der vorliegenden Ausführungsform, die in der oben
beschriebenen Weise konstruiert ist. Zuerst folgt eine Beschreibung
des Betriebs der Nadelstange 3 und des Stoffhalters 41. 5 zeigt
Bewegungskurven der senkrechten Bewegung der Nadelstange 3 und
des Stützelements 29.
Die 6 und 7 sind linke Seitenansichten
des Nähkopfs
H, und 8 ist eine Vorderansicht des Arms 1.
Es wird darauf hingewiesen, dass bei diesen Figuren der Stoffhalter 41 an
seinem unteren Totpunkt angeordnet gezeigt ist.
-
Wenn
eine Nadelstange 3, in die ein Faden einer gewünschten
Farbe eingefädelt
ist, aus den mehreren Nadelstangen 3 ausgewählt wurde,
indem das Nadelstangengehäuse 2 über einen
nicht gezeigten Farbwechselmechanismus verschoben wird, so ist die
ausgewählte
Nadelstange 3 vor der Basisnadelstange 12 des
Arms 1 angeordnet, so dass nicht nur der Eingriffsstift 14a der
Nadelstangenklemme 14 der ausgewählten Nadelstange 3 mit
dem ausgenommenen Eingriffsteil 13a des Nadelstangenantriebselements 13 in
Eingriff kommt, sondern auch die Walze 23 des Fadenaufnahmeantriebshebels 22 in
die passende Nut 25a des Fadenaufnahmehebels 24,
der der ausgewählten
Nadelstange 3 entspricht, passt. Dann wird, während die
Hauptmaschinenwelle 5 drehend angetrieben wird, die ausgewählte Nadelstange 3 zwischen
dem in 1 oder 2 gezeigten oberen Totpunkt
und dem in 6 oder 7 gezeigten
unteren Totpunkt senkrecht angetrieben, und auch der Fadenaufnahmehebel 24 wird
gemäß der senkrechten
Bewegung der Nadelstange 3 senkrecht geschwenkt. Ferner
wird in Reaktion auf die Rotation der Hauptmaschinenwelle 5 auch
das Stützelement 29 zwischen
dem in 1 und 2 gezeigten oberen Totpunkt
und der in 6 oder 7 gezeigten unteren
Grenze senkrecht angetrieben. Eine solche Bewegung der Nadelstange 3 und
des Stützelements 29 ist
in 5 aufgetragen. In 5 zeigt
die waagrechte Achse den Drehwinkel der Hauptmaschinenwelle 5 an,
wobei der Drehwinkel mit 0° angegeben ist,
wenn die Nadelstange 3 an dem oberen Totpunkt ist, während die
senkrechte Achse den Hubwert repräsentiert, wobei der untere
Totpunkt der Nadelstange 3 oder des Stützelements 29 als
ein Referenzhubwert eingestellt sind. Wenn sich die Nadelstange 3 vom
oberen Totpunkt aus abwärts
bewegt, so bewegt sich auch der Stoffhalter 41 gleichzeitig
mit der Nadelstange 3 abwärts, indem er durch die Schraubenfeder 43 gedrückt wird.
Zu dieser Zeit beginnt auch das Stützelement 29 mit einer
Abwärtsbewegung
von der oberen Grenzposition gleichzeitig mit dem Start der Abwärtsbewegung
der Nadelstange 3, wie in 5 gezeigt
ist. Das Stützelement 29 erreicht
im Wesentlichen die gleiche Abwärtsbewegungsgeschwindigkeit
wie die Nadelstange 3, wenn der Drehwinkel der Hauptmaschinenwelle 5 (der
Hauptwellenwinkel) 45° ist.
Ferner sind zu diesem Zeitpunkt die untere Oberfläche des
Eingriffsstifts 31a der Stoffhalterklemme 31 und
die obere Oberfläche
des Stützstücks 32 des
Stützelements 29 auf
derselben Höhe angeordnet,
so dass der Eingriffsstift 31a vom Stützstück 32 sanft entgegengenommen
wird, wodurch die Erzeugung eines Aufschlagsgeräuschs vermieden wird.
-
Dann
bewegt sich das Stützelement 29 weiter
mit derselben Geschwindigkeit wie die Nadelstange 3 abwärts, bis
der Hauptwellenwinkel ungefähr 100° erreicht,
so dass sich der Stoffhalter 41 weiter nach unten bewegt,
während
der Eingriffsstift 31a weiter mit dem Stützstück 32 in
Kontakt ist. Dann wird die Abwärtsgeschwindigkeit
des Stützelements 29 allmählich verringert,
bevor der Hauptwellenwinkel 120° erreicht,
nachdem er 100° überschritten
hat. Nachdem der Hauptwellenwinkel 120° erreicht hat, stellt das Stützelement 29 seine
Abwärtsbewegung vollständig ein,
so dass der Stoffhalter 41 an dem in 6 gezeigten
unteren Totpunkt festgehalten wird. Bei dem in 6 gezeigten
Zustand ist der Halteteil 47a des Haltehebels 47,
der mit der Abwärtsbewegung
des Stützelements 29 geschwenkt
wird, in Stoßkontakt
mit der oberen Oberfläche
des Eingriffsstifts 31a der Stoffhalterklemme 31,
die mit dem Stützstück 32 in
Kontakt ist, wie im Einzelnen noch beschrieben wird. Selbst hiernach
fährt die
Nadelstange 3 mit ihrer Abwärtsbewegung fort, und die Nähnadel 34 wird
durch ein (nicht gezeigtes) Nähwerkstück gestochen,
wenn der Hauptwellenwinkel ungefähr
130° ist.
Nachdem dann die Nadelstange 3 den unteren Totpunkt von 7 erreicht
hat, wenn der Hauptwellenwinkel 180° ist, schreitet sie von dem unteren
Totpunkt zu einer Aufwärtsbewegung
fort. Die Nähnadel 34 wird
dann aus dem Nähwerkstück herausgezogen,
wenn der Hauptwellenwinkel ungefähr
230° ist,
und fährt
mit ihrer Aufwärtsbewegung zum
oberen Totpunkt fort.
-
Währenddessen
wird das Stützelement 29 in der
unteren Grenzposition gehalten, während der Hauptwellenwinkel
im Bereich von 120° bis
240° ist, wobei
während
dieser Zeit der Halteteil 47a des Haltehebels 47 den
Eingriffsstift 31 der Stoffhalterklemme 31 auf
dem Stützstück 32 von
oben niederhält; auf
diese Weise kann der Stoffhalterteil 41a des Stoffhalters 41 das
Nähwerkstück während eines Zeitraums
von unmittelbar vor dem Einstechen der Nähnadel 34 in das Nähwerkstück bis unmittelbar nach
dem Herausziehen der Nähnadel 34 aus
dem Nähwerkstück niederhalten.
Daher kann, selbst wenn die Spannkraft der Schraubenfeder 43 aufgrund
einer Variation in ihrem Komprimierungszustand in Reaktion auf die
senkrechte Bewegung der Nähnadel 3,
wie veranschaulichend in den 6 und 7 gezeigt,
variiert, der Stoffhalter 41 das Nähwerkstück stabil niederhalten, weil
der Eingriffsstift 31a der Stoffhalterklemme 31 senkrecht
zwischen dem Halteteil 47a und dem Stützstück 32 sandwichartig
gehalten wird, weshalb die Kraft, mit der der Stoffhalter 41 das
Nähwerkstück niederhält, konstant bleiben,
ohne in Reaktion auf die senkrechte Bewegung der Nähnadel 3 zu
variieren. Nachdem das Stützelement 29 an
dem Zeitpunkt, wenn der Hauptwellenwinkel 240° ist, allmählich mit der Aufwärtsbewegung
beginnt, wird der Haltehebel 47 in eine Schwenkbewegung
versetzt, so dass der Halteteil 47a den Eingriffsstift 31a nicht länger niederhält (wie noch
zu beschreiben ist). Daher wird der Eingriffsstift 31a durch
das Stützstück 32 angehoben,
wodurch auch der Stoffhalter 31 mit einer allmählichen
Aufwärtsbewegung
beginnt. Zu dem Zeitpunkt, wenn der Hauptwellenwinkel 260° ist, erreicht
der Stoffhalter 41, der sich zusammen mit dem Stützelement 29 nach
oben bewegt, dieselbe Geschwindigkeit wie die ansteigende Nadelstange 3,
und die untere Oberfläche
des Anstoßstücks 41b des
Stoffhalters 41 und die oberen Oberfläche des Kissens 42 werden
auf dieselbe Höhe
gebracht, so dass das Kissen aus einem stoßdämpfenden weichen Material sanft
auf den Anstoßteil 41b auftrifft.
Als Folge hiervon kann das Erzeugen eines Aufschlagsgeräuschs vermieden werden.
Hiernach steigt das Stützelement 29 mit
derselben Geschwindigkeit wie die Nadelstange 3 an, und
wird dann zu einem Zeitpunkt, wenn der Hauptwellenwinkel 310° beträgt, allmählich langsamer,
und kehrt zu einem Zeitpunkt, wenn der Hauptwellenwinkel 360° ist, zu
der in 1 oder 2 gezeigten oberen Grenzposition
zurück.
-
Es
folgt eine Beschreibung des Positionseinschränkungselements zum zuverlässigen Verhindern eines
unerwünschten
Anhebens des Stoffhalters 41, der an seinem unteren Totpunkt
angeordnet ist. Nachdem das Stützelement 29 in
Reaktion auf die Schwenkbewegung der Hauptmaschinenwelle 5 mit der
Abwärtsbewegung
beginnt, so beginnt auch der Stift 48, der auf der Stütze 49 auf
der vorderen Oberfläche
des Stützelements 29 befestigt
ist, ebenfalls mit einer Abwärtsbewegung.
Wie aus 3 hervorgeht, hat ein oberer
Teil des Führungsschlitzes 47b des
Haltehebels 47 eine Form, die sich gerade nach unten erstreckt,
so dass der Haltehebel 47 über eine kurze Zeit nach dem
Beginn der Abwärtsbewegung des
Stifts 48 bewegungslos in einer in 3 gezeigten "Rückzugsposition" gehalten wird. Nachdem
der Stift 48 einen gebogenen Teil des Führungsschlitzes 47b erreicht
hat, beginnt der Haltehebel 47 mit einer Schwenkbewegung
gegen den Uhrzeigersinn in 3. Zu dieser
Zeit wurde der Eingriffsstift 31a der Stoffhalterklemme 31 schon
unter dem Halteteil 47a des Haltehebels 47 angeordnet,
so dass vermieden wird, dass der Halteteil 47a dem absteigenden
Eingriffsstift 31a im Wege ist; die Form des Führungsschlitzes 47b usw.
ist nämlich
im Voraus so eingestellt, dass es dem Eingriffsstift 31a der
Stoffhalterklemme 31 erlaubt ist, zu dieser Zeit schon
unter dem Halteteil 47a des Haltehebels 47 angeordnet
zu sein. Wenn das Stützelement 29 durch
eine weitere Abwärtsbewegung
zusammen mit dem Stift 48 die untere Grenzposition erreicht
hat, wurde der Haltehebel 47 schon in eine "Betriebsposition" geschwenkt, wie aus 8 hervorgeht,
in der der Halteteil 47a gegen die obere Oberfläche des
Eingriffsstifts 31a der das Stützstück 32 kontaktierenden
Stoffhalterklemme 31 stößt. Daher
wird es, während
der Haltehebel 47 in der oben erwähnten "Rückzugsposition" ist, dem Stoffhalter 41 erlaubt,
sich senkrecht zu bewegen. Während
jedoch der Haltehebel 47 in der oben erwähnten "Betriebsposition" ist, kann der Stoffhalter 41 dadurch,
dass der Halteteil 47a des Haltehebels 47 gegen
die untere Oberfläche
des Eingriffsstifts 31a der Stoffhalterklemme 31,
die auf dem Stützstück 32 gehalten
wird, stößt, daran
gehindert werden, vom unteren Totpunkt angehoben zu werden.
-
Wenn
dann das Stützelement 29 nach
Abschluss der Abwärtsbewegung
zusammen mit dem Stift 48 von der unteren Grenzposition
mit der Aufwärtsbewegung
beginnt, wird der Haltehebel 47 zur Rückzugsposition hin geschwenkt,
so dass sich der Halteteil 47a vom Eingriffsstift 31a der
Stoffhalterklemme 31 weg und aus einem senkrechten Bewegungspfad
des Stifts 31a heraus bewegt. Auf diese Weise bewegt sich
der Stoffhalter 41a zusammen mit der Nadelstange 3 nach
oben, ohne dass der Eingriffsstift 31a der Stoffhalterklemme 31 dem
Halteteil 47a des Haltehebels 47 im Weg ist. Der
Stoffhalter 41 kann manchmal einen umgeschlagenen Teil
oder einen anderen dickeren Teil eines Stoffs mittels seines Stoffhalterteils 41a niederhalten,
wobei in diesem Fall der untere Totpunkt aufgrund der größeren Dicke
des Stoffs ansteigen würde.
In einem solchen Fall wird das Ansteigen des unteren Totpunkts des
Stoffhalters 41 dadurch erlaubt, dass sich das Anschlagselement 39 gegen
die Spannkraft der Schraubenfeder 40 nach oben bewegt.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Spannkraft der Schraubenfeder 40 so
groß ist, dass
gerade ein unerwünschtes
Anheben des Nähwerkstücks verhindert
wird. In der oben genannten Art und Weise bilden die Stütze 49,
der Stift 48, der Führungsschlitz 47b usw.
zusammen einen Lenkermechanismus, der die Funktion hat, die lineare
Hin- und Herbewegung des Stützelements 29 in
eine Bewegung zum Bewegen des Haltehebels (d.h. des Positionseinschränkungselements) 47 zwischen
der "Betriebsposition" und der "Rückzugsposition" umzuwandeln.
-
[Zweite Ausführungsform]
-
Die
folgenden Absätze
beschreiben eine Nähmaschine
gemäß einer
zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der es sich um eine sogenannte Armnähmaschine
handelt, bei der sich die nadelstangenantreibende Welle (d.h. die Hauptmaschinenwelle)
in einer Vorwärts-Rückwärts-Richtung
der Nähmaschine
erstreckt, anhand der 9 bis 11. Die 9 und 10 sind
Vorderansichten des Arms 50 in einem der mehreren Nähköpfe. Es
wird darauf hingewiesen, dass 9 einen
Zustand der Nähmaschine
zeigt, bei dem die Nadelstange 3 und der Stoffhalter 41 an
ihren entsprechenden oberen Totpunkten angeordnet sind, und 10 einen
Zustand der Nähmaschine
zeigt, bei dem der Stoffhalter 41 den unteren Totpunkt
erreicht hat. Ferner ist 11 eine
rechte Seitenansicht des Nähkopfs,
in der insbesondere ein Zustand der Nähmaschine dargestellt ist,
bei dem die Nadelstange 3 und der Stoffhalter 41 in
ihren entsprechenden unteren Totpunkten angeordnet sind.
-
Bei
der Armnähmaschine
ist das Nadelstangengehäuse 2 auf
der vorderen Fläche
des Arms 50 in einer solchen Weise abgestützt, dass
er relativ zum Arm 50 waagrecht verschiebbar ist. Das Nadelstangengehäuse 2 kann
in derselben Weise wie oben in Bezug auf die erste Ausführungsform
beschrieben konstruiert sein und wird daher nicht noch mal im Einzelnen
beschrieben, um eine unnötige
Wiederholung zu vermeiden. Eine erste Basiswelle 52 ist
vor dem Arm 50 vorgesehen und von der Vorderseite der Nähmaschine
aus gesehen in einem im Wesentlichen mittleren Teil in der waagrechten
Richtung von links nach rechts des Arms 50 angeordnet,
und die erste Basiswelle 52 ist an ihrem oberen und an
ihrem unteren Ende vom Arm 50 abgestützt. Eine zweite Basiswelle 55,
die an ihrem oberen und unteren Ende vom Arm 50 in ähnlicher
Weise zur ersten Basiswelle 52 abgestützt ist, ist auf einer Seite
(im gezeigten Beispiel rechts) von der ersten Basiswelle 52 angeordnet
und erstreckt sich parallel zur ersten Basiswelle 52. Ein
Nadelstangenantriebselement (bzw. Anhebeelement) 51 zum
senkrechten Antreiben der Nadelstange 3 in einer Auf- und
Abbewegung ist auf der ersten Basiswelle 52 senkrecht beweglich
montiert, und ein Nadelstangenantriebselement 53 ist auf
der ersten Basiswelle 52 in einer solchen Weise montiert, dass
es um die Achse der ersten Basiswelle 52 schwenkbar und
mit der Basiswelle 52 zusammen senkrecht beweglich ist.
Ferner hat das Nadelstangenantriebselement 53 einen ausgenommenen
Eingriffsteil 53a, der mit dem vorstehenden Eingriffsstift 14a der
Nadelstangenklemme 14 in Eingriff bringbar ist. Ein Stützelement 54 ist
auf der zweiten Basiswelle 55 vorgesehen, und ein Stützstück 56 zum
Abstützen
des Eingriffsstifts 31a der Stoffhalterklemme 31 ist
am Stützelement 54 befestigt.
-
Das
oben erwähnte
Nadelstangenantriebselement (bzw. Anhebeelement) 51 und
das Stützelement 54 werden
durch eine Drehung der in 11 gezeigten
Hauptmaschinenwelle 57 senkrecht bewegt. Ferner weisen
das Nadelstangenantriebselement und das Stützelement 54 jeweils
einen Gabelteil 51a oder 54a auf. Der Gabelteil 51a des
Nadelstangenantriebselements 51 ist mit der zweiten Basiswelle 55 in
Eingriff, um die Drehung des Nadelstangenantriebselements (Anhebeelements) 51 relativ
zum Nadelstangenantriebselement (Anhebeelement) 51 einzuschränken, während der
Gabelteil 54a des Stützelements 54 mit
der ersten Basiswelle 52 in Eingriff kommt, um die Drehung
des Stützelements 54 relativ
zur zweiten Basiswelle 55 einzuschränken. Auf diese Weise können das
Nadelstangenantriebselement 51 und das Stützelement 54 zusammen
zu jeder Zeit in einer stabilen Weise senkrecht bewegt werden. Antriebsmechanismen
für diese
Elemente sind auf diesem Gebiet wohl bekannt und werden daher hier
nicht im Detail beschrieben. Der Betrieb des Nadelstangenantriebselements 51 und
des Stützelements 54,
mit anderen Worten der Betrieb der Nadelstange 3 und des
Stoffhalters 41, ist in der zweiten Ausführungsform ähnlich wie
in der ersten Ausführungsform
und wird daher nicht weiter beschrieben, um eine unnötige Wiederholung
zu vermeiden.
-
Es
folgt eine Beschreibung des Positionseinschränkungselements, das in der
zweiten Ausführungsform
dazu verwendet wird, ein Anheben des Stoffhaltes 41, der
an seinem unteren Totpunkt angeordnet ist, zuverlässig zu
verhindern. Ein Haltehebel 58, der in der Form eines Plattenelements
ist, ist in einer vorbestimmten Winkelhaltung auf der Vorderfläche des
Stützelements 54 (der
Vorderseite der Nähmaschine)
schwenkbar gelagert, und am Haltehebel 58 ist an seinem
distalen Ende ein Halteteil 58a so gebogen, dass er sich
in einer senkrechten Richtung der Maschine nach unten erstreckt.
Der Halteteil 58a des Haltehebels 58 ist zum Niederhalten
in einer Sandwichstruktur des Eingriffsstifts 31a der Stoffhalterklemme 31 zwischen
dem Halteteil 58a und dem Stützstück 56 des Stützelements 54 ausgebildet, wenn
der Stoffhalter 41 seinen unteren Totpunkt erreicht hat.
Ein Führungselement 59 in
der Form einer Platte mit einem zum Beispiel, wie gezeigt, in einer Kurbelform
ausgebildeten Führungsschlitz 59a ist
an der Vorderseite des Gabelteils 51a des Nadelstangenantriebselements 51 befestigt,
und ein Stift 60, dessen eines Ende an einem im Wesentlichen
mittleren Teil des Haltehebels 58 befestigt ist, ist in
den Führungsschlitz 59a für eine Schiebbewegung
entlang des Führungsschlitzes 59a eingepasst.
-
Der
genannte Haltehebel 58 wird wie folgt betrieben. Während das
Nadelstangenantriebselement 51 und das Stützelement 54 in
ihren entsprechenden oberen Totpunkten sind, wird der Haltehebel 58 in
einer in 9 dargestellten "Rückzugsposition" gehalten. Wenn dann
das Nadelstangenantriebselement 51 und das Stützelement 54 dazu
veranlasst werden, sich durch die Rotation der Hauptmaschinenwelle 57 vom
oberen Totpunkt nach unten zu bewegen, so beginnen nicht nur der
auf dem Stützelement 54 schwenkbar
gelagerte Haltehebel 58 und der an einem Ende des Haltehebels 58 befestigte Stift 60,
sondern auch das Führungselement 59 mit einer
Abwärtsbewegung.
Weil ein unterer Teil des Führungsschlitzes 59 gerade
nach unten zeigt und der Stift 60 und das Führungselement 59 sich
beide gleichzeitig (jedoch mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten;
das Führungselement 59 bewegt
sich mit einer geringfügig
höheren
Geschwindigkeit nach unten als der Stift 60) nach unten
bewegen, verbleibt der Haltehebel 58 über eine kurze Zeit nach dem
Beginn der Abwärtsbewegung
noch in der "Rückzugsposition". Nachdem der Stift 60 einen
geneigten Teil des Führungsschlitzes 59a erreicht
hat, während
die Abwärtsbewegung
fortschreitet, beginnt der Haltehebel 58 mit einer Schwenkbewegung
gegen den Uhrzeigersinn. Zu dieser Zeit ist der Eingriffsstift 31a der Stoffhalterklemme 31 schon
unterhalb des Halteteils 58a des Haltehebels 58 angeordnet
(die Form des Führungsschlitzes 59a usw.
sind im Voraus so eingestellt, dass es dem Eingriffsstift 31a der
Stoffhalterklemme 31 ermöglicht wird, zu dieser Zeit
schon unterhalb des Halteteils 58a angeordnet zu sein),
so dass vermieden wird, dass der Eingriffsstift 31a der sich
nach unten bewegenden Stoffhalterklemme 31 dem Halteteil 58a des
Haltehebels 58, der, wie oben erwähnt, gegen den Uhrzeigersinn
geschwenkt wurde, im Weg ist. Wenn das Stützelement 54 durch
eine weitere Abwärtsbewegung
die untere Grenzposition erreicht hat, so wurde der Haltehebel 58 schon
in eine "Betriebsposition" geschwenkt, die
in 10 gezeigt ist, in der der Halteteil 58a des
Hebels 58 gegen die obere Oberfläche des Eingriffsstifts 31a der
mit dem Stützstück 56 in
Kontakt stehenden Stoffhalterklemme 31 stößt. Dann
bewegt sich die Nadelstange 3 dadurch nach unten zum unteren
Totpunkt, der in 11 dargestellt ist, dass das
Nadelstangenantriebselement 51 und das Führungselement 59 im Gegensatz
zum Stützelement 54,
ihre Abwärtsbewegung
fortführen.
Während
dieser Zeit gleitet der Stift 60 entlang dem oberen geraden
Teil des Führungsschlitzes 59a, so
dass der Haltehebel 58 in der "Rückzugsposition" gehalten bleibt.
Auf diese Weise kann der Stoffhalter 41 daran gehindert
werden, sich vom unteren Totpunkt anzuheben, indem der Halteteil 58a den
Eingriffsstift 31a von oben niederhält.
-
Dann
wird, während
das Nadelstangeantriebselement 51 nach Abschluss der oben
genannten Abwärtsbewegung
mit einer Aufwärtsbewegung vom
unteren Totpunkt beginnt und dann das Stützelement 54 mit einer
Aufwärtsbewegung
beginnt, der Haltehebel 58 im Uhrzeigersinn von der "Betriebsposition" zur "Rückzugsposition" geschwenkt, so dass sich
der Halteteil 48a vom Eingriffsstift 31a der Stoffhalterklemme 31,
von der er bisher niedergehalten wurde, weg und aus dem senkrechten
Bewegungspfad des Stifts 31a heraus bewegt. Auf diese Weise bewegt
sich der Stoffhalter 41 zusammen mit der Nadelstange 3 nach
oben, ohne dass der Eingriffsstift 31a der Stoffhalterklemme 31 dem
Halteteil 58a im Wege ist. In der oben genannten Weise
bilden das Führungselement 59,
der Führungsschlitz 59a,
der Stift 60 usw. zusammen einen Lenkermechanismus, der
die Funktion hat, die lineare Hin- und Herbewegung des Stützelements 54 in
eine Bewegung zum Bewegen des Haltehebels (d.h. des Positionseinschränkungselements) 58 zwischen
der "Betriebsposition" und der "Rückzugsposition" umzuwandeln.
-
[Dritte Ausführungsform]
-
Während die
erste und die zweite Ausführungsform
in ihrer Konstruktionsweise jeweils so beschrieben wurden, dass
der Haltehebel 47 bzw. 58 durch die senkrechte
Bewegung des Stützelements 29 bzw. 54 geschwenkt
wird, ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht eingeschränkt. Zum
Beispiel kann eine eigene Antriebsquelle (z.B. ein Motor) vorgesehen
werden, um den Haltehebel 47 bzw. 58 in Reaktion
auf die senkrechte Bewegung des Stützelements 29 bzw. 54 zu
schwenken. 12 zeigt eine dritte Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, bei der das Positionseinschränkungselement
durch einen Motor angetrieben wird, der auf dem Arm 1 ähnlich wie
auf dem Arm 1 der vorliegenden Ausführungsform angebracht ist.
Bei dieser dritten Ausführungsform
ist ein Haltehebel 61, der einen Halteteil 61a aufweist,
auf einem unteren Endteil des Arms schwenkbar gelagert. Ein Motor 62 ist über eine
Stütze 63 auf
einer Seite des Arms 1 befestigt. Ein Antriebshebel 64 ist
auf der Welle des Motors 62 befestigt. Vom Antriebshebel 64 ist
ein distales Ende über einen
Verbindungshebel 66 mit einem im Wesentlichen mittleren
Teil des Haltehebels 61 verbunden. Eine (nicht gezeigte)
Torsionsfeder ist auf der Welle des Motors 62 angebracht,
um den Antriebshebel 64 normalerweise in einen Stoßeingriff
mit einem Anschlag 65, der auf der Stütze 63 befestigt ist,
zu bringen. Auf diese Weise wird der Haltehebel 61 normalerweise
in einer in 12 gezeigten "Rückzugsposition" gehalten. Nachdem
der Stoffhalter 41 seinen unteren Totpunkt erreicht hat,
wird der Motor 62 aktiviert, um den Haltehebel 61 in
eine "Betriebsposition", die in 12 mit
einer strichpunktierten Linie gezeigt ist, zu schwenken. Durch eine
derartige Verursachung einer Schwenkbewegung des Haltehebels 61 durch
den Motor 62 und durch das Steuern der Drehung des Motors 62 in
Zuordnung zur Drehung der Hauptmaschinenwelle können ein senkrechter Hub der
Nadelstange usw. (insbesondere in Zuordnung zum senkrechten Hub
des Stützelements 29 bzw. 54)
und in einem gewünschten
Muster sowie eine Schwenkzeitsteuerung des Haltehebels 61 nach Wunsch
eingestellt werden. Der Motor 62 kann ein Drehsolenoid
oder ein anderer Typ eines Drehaktuators oder ein linearer Aktuator,
wie zum Beispiel ein Druck-Zug-Solenoid sein.
-
Bei
jeder der oben beschriebenen Ausführungsformen sind die Form
des Haltehebels 47, 58 bzw. 61 und die
Form des Führungsschlitzes 47b bzw. 59a nicht
auf die oben Gezeigten und Beschriebenen eingeschränkt. Ferner
wurden zwar die jeweiligen Ausführungsformen
oben so beschrieben, dass sie als das Positionseinschränkungselement
zum Verhindern eines unerwünschten
Anhebens des Stoffhalters 41, der am unteren Totpunkt angeordnet ist,
den schwenkbaren Haltehebel 47, 58 oder 61 verwenden,
doch kann das Positionseinschränkungselement
auch eine beliebige andere geeignete Konstruktion haben; zum Beispiel
kann es in der Form eines linear beweglichen Stifts sein.
-
Gemäß jeder
der oben beschriebenen Ausführungsformen
ist der Halteteil 47a, 58a bzw. 61a des
Haltehebels 47, 58 bzw. 61 so konstruiert,
dass bei Erreichen des unteren Totpunkts durch den Stoffhalter 41 der
Halteteil 47a, 58a oder 61a gegen die obere
Oberfläche
des Eingriffsstifts 31a der Stoffhalterklemme 31 stößt und den
Eingriffsstift 31a zwischen dem Halteteil 47a, 58a oder 61a und
dem Stützstück 32 oder 56 sandwichartig
einklemmt. Auf diese Weise kann der Stoffhalter 41 zuverlässig am unteren
Totpunkt gehalten und daran gehindert werden, vom unteren Totpunkt
angehoben zu werden. Auf diese Weise muss die Spannkraft der Schraubenfeder 43 lediglich
groß genug
sein, um es dem Stoffhalter 41 zu erlauben, zusammen mit
der sich senkrecht bewegenden Nadelstange 3 bewegt zu werden.
Hieraus ergibt sich, dass die vorliegende Erfindung das Lastdrehmoment
beträchtlich verringern kann,
das an der Hauptmaschinenwelle 5 oder 57 anliegt.
Ferner kann, weil der Stoffhalter 41 mittels des Halteteils 47a, 58a oder 61a mechanisch
am unteren Totpunkt niedergehalten wird, die Kraft, mit der der Stoffhalter 41 niedergehalten
wird, konstant bleiben, so dass das Nähwerkstück mit einer konstanten Kraft in
einer stabilen Weise niedergehalten werden kann. Ferner ist es,
weil der Stoffhalter 41 zusammen mit der Nadelstange 3 mittels
der Schraubenfeder 43 senkrecht bewegt wird, lediglich
notwendig, die Nadelstange 3 zu überspringen, um die Nadelstange 3 und
den Stoffhafter 41 vorübergehend
zu deaktivieren, was während
des Sprungbetriebs das Erzeugen eines starken Geräuschs wirksam
unterbinden kann.