-
Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine.
-
-
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nähmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass ein flexibler Nähbetrieb insbesondere mit wechselnder Nährichtung möglich ist, der eine Abarbeitung insbesondere von CNC-Steuerprogrammen ermöglicht.
-
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Nähmaschine mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
-
Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass es möglich ist, eine Nähmaschine mit einem Nadelstangen-Drehantrieb zur Vorgabe einer Nährichtung bereitzustellen, ohne dass deswegen auf einen Drückerfuß zur Nähgutfixierung während der Stichbildung verzichtet werden muss. Es resultiert eine Nähmaschine mit flexibel vorgebbarer Nährichtung, wobei während des Nähens ein sicheres Fixieren des Nähguts durch den Drückfuß erfolgt. Die Nähmaschine hat einen Nähantrieb zur Vorgabe einer längs der Nadelstangen verlaufenden Stichbildungsbewegung der Nadelstange. Über eine jeweilige Drehorientierung der Nadelstange relativ zur Stichplatte ergibt sich eine Wahl der Nährichtung. Hierüber lassen sich flexible Nahtgeometrien gewährleisten, was insbesondere bei der Abarbeitung von Nähprogrammen, insbesondere gesteuert über eine CNC-Steuerung, genutzt werden kann. Insbesondere ist ein automatisches Nähen von Nähten, die entlang von Bahnkurven verlaufen möglich.
-
Der Drückerfuß kann als Transportfuß ausgeführt sein.
-
Eine drehfeste Montage des Drückerfußes an der Nadelstange nach Anspruch 2 gewährleistet, dass sich eine Position des Drückerfußes automatisch an die über die Nadelstangendrehung jeweils gewählte Nährichtung anpasst.
-
Ein Hubantrieb nach Anspruch 3 ermöglicht eine Anpassung des Nähbetriebs an Nähgut unterschiedlicher Dicke. Eine Hubhöhe der Hubverstellung kann im Bereich zwischen 0,5 mm und 50 mm liegen, beispielsweise im Bereich zwischen 5 mm und 10 mm.
-
Ein Hubantrieb nach Anspruch 4 erlaubt eine präzise Hubverstellung. Der Hubantrieb kann als Schrittmotor ausgeführt sein. Der Hubantrieb kann über ein Steuerungsprogramm angesteuert sein.
-
Eine Drehscheibe nach Anspruch 5 ermöglicht es, Antriebskomponenten des Hubantriebes rahmenfest zu montieren, sodass sich die Nadelstangen-Drehbaugruppe beim Verstellen des Nadelstangen-Drehantriebs relativ zu diesen rahmenfesten Antriebskomponenten verdreht. Die Verbindung des Hubantriebes mit der Nadelstangen-Drehbaugruppe zur Hubverlagerung kann über eine Umfangsnut der Drehscheibe gegeben sein.
-
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, eine Nähmaschine derart weiterzubilden, dass eine Nährichtung auch beim Zweifaden-Nähen flexibel vorgegeben werden kann.
-
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Nähmaschine mit dem im Anspruch 6 angegebenen Merkmalen.
-
Zur Stichbildungsbewegung der Nadelstange kann wiederum ein Nähantrieb zum Einsatz kommen, wobei der Greifer-Nähantrieb zur Stichbildungsbewegung des Greifers und der Nähantrieb zur Stichbildungsbewegung der Nadelstange von ein und derselben Antriebsquelle abgeleitet werden können.
-
Der Nadelstangen-Drehantrieb und der Greifer-Baugruppen-Drehantrieb gewährleisten, dass sowohl die Nadelstange als auch die Greifer-Baugruppe zur Zweifaden-Stichbildung unabhängig von einer momentanen Drehposition und damit unabhängig von der momentanen Nährichtung miteinander zur Stichbildung korrekt zusammenwirken.
-
Mit der Nähmaschine kann insbesondere ein Zweifaden-Steppstich genäht werden.
-
Der Nadelstangen-Drehantrieb kann synchronisiert zum Greifer-Baugruppen-Drehantrieb arbeiten. Der Nadelstangen-Drehantrieb kann synchronisiert zum Nähantrieb arbeiten.
-
Eine Relativorientierung der Greiferachse zur Greifer-Baugruppen-Achse nach Anspruch 7 ermöglicht den Einsatz eines Greifers, der sich um eine Greiferachse dreht, die parallel zu einer Nadelstangenachse verläuft. Die Beabstandung der Greifer-Baugruppen-Achse zur Greiferachse ermöglicht es, die Lagerichtigkeit des Greifers zur Nadelstange zur korrekten Stichbildung unabhängig von der jeweils über die Drehantriebe eingestellte Nährichtung sicherzustellen.
-
Eine Differenzialgetriebeeinheit nach Anspruch 8 erlaubt eine Anpassung einer relativen Drehposition einer Greiferspitze des Greifers um die Greiferachse abhängig von der Drehposition der Greifer-Baugruppe um die Greifer-Baugruppen-Achse. Dies stellt sicher, dass der Greifer nicht nur hinsichtlich der Anordnung des gesamten Greifers zu einem Durchstoßpunkt der Nadelspitze korrekt orientiert ist, sondern dass auch die Greiferspitze unabhängig von der über die Drehantriebe eingestellten Momentanposition phasenrichtig synchronisiert zum stichbildenden Zusammenwirken mit der Nähnadel an Ort und Stelle ist.
-
Eine Ausgestaltung mit einem gemeinsamen Dreh-Antriebmotor für den Nadelstangen-Drehantrieb einerseits und dem Geifer-Baugruppen-Drehantrieb andererseits nach Anspruch 9 ist kostensenkend, und die damit verbundenen Antriebe können sich stets phasenrichtig bewegen. Eine Synchronität zwischen dem Nadelstangen-Drehantrieb und dem Greifer-Baugruppen-Drehantrieb kann dann über eine mechanische Kopplung mit dem gemeinsamen Antriebsmotor gewährleistet sein.
-
Ein Umlenkgetriebe nach Anspruch 10 ermöglicht eine flexible Antriebskraftübertragung hin zu den abtriebsseitigen Komponenten des Nadelstangen-Drehantriebs einerseits und des Geifer-Baugruppen-Drehantriebs andererseits.
-
Die vorstehend erläuterten Gestaltungsmerkmale der Nähmaschine können in beliebiger Kombination zum Einsatz kommen. Beispielsweise kann die Nähmaschine mit dem Nadelstangen-Drehantrieb und dem Drückerfuß auch einen Greifer-Baugruppen-Drehantrieb aufweisen.
-
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. In dieser zeigen:
- 1 eine bedienerseitige perspektivische Ansicht einer Nähmaschine mit einem Nadelstangen-Drehantrieb zum Drehen einer Nadelstange und eines Drückerfußes um eine Nadelstangenachse und mit einem Greifer-Baugruppen-Drehantrieb zum Drehen einer Greifer-Baugruppe um eine nicht mit einer Greiferachse zusammenfallende Greifer-Baugruppen-Achse;
- 2 vergrößert und in einem Details des Nadelstangen-Drehantriebs zeigenden Ausschnitt eine Ansicht gemäß Blickrichtung II in 1, wobei der Drückerfuß auf ein Niveau einer Stichplatte der Nähmaschine abgesenkt ist;
- 3 in einer zu 2 ähnlichen Darstellung die Nähmaschine mit dem auf ein erhöhtes Niveau angehobenem Drückerfuß;
- 4 aus einer Blickrichtung ähnlich der 1 vergrößert Details sowohl des Nadelstangen-Drehantriebs als auch des Greifer-Baugruppen-Drehantriebs in einem Stichbildungsbereich mit der Nadelstange und einem Greifer in einer Dreh-Grundstellung „0°“ entsprechend der 1;
- 5 in einer zu 4 ähnlichen Darstellung den Nadelstangen-Drehantriebs und den Greifer-Baugruppen-Drehantrieb in einer im Vergleich zur 4 um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn verdrehten Drehstellung „90°“;
- 6 eine Getriebebaugruppe des Greifer-Baugruppen-Drehantriebs einschließlich eines Greifer-Nähantriebs zum Drehen des Greifers um eine Greiferachse;
- 7 in einer zur 6 ähnlichen, perspektivischen Darstellung die Baugruppe nach 6 mit abgenommenen Gehäusekomponenten;
- 8 eine bedienerseitige Ansicht von Hauptkomponenten der Nähmaschine mit zusätzlicher Veranschaulichung einer Zahnriemen-Führung zum Antrieb des Nadelstangen-Drehantriebs.
-
Eine Nähmaschine 1 (vgl. 1) hat einen C-förmigen Grundaufbau mit einem Arm 2, einer Grundplatte 3 und einem den Arm 2 und die Grundplatte 3 verbindenden Ständer 4.
-
Die Nähmaschine 1 hat Stichbildungswerkzeuge in Form einer Nähnadel 5, die von einer Nadelstange 6 gehalten wird, und eines Greifers 7. Die Nadelstange 6 ist über mehrere Gleitsteine 6a in einer Lagerhülse 6b gelagert.
-
Die Nähnadel 5 dient der Führung eines Oberfadens. Eine Stichplatte 5a der Nähmaschine 1 hat eine Öffnung zum Durchtritt der Nähnadel 5 während der Stichbildung.
-
Ein auch als Nähfuß bezeichneter Drückerfuß 8 dient zum Fixieren von Nähgut während der Stichbildung im Bereich der Stichplatte. Die Nadelstange 6 und der Drückerfuß 8 sind an einem Kopf 2a der Nähmaschine 1 montiert, der einen Endabschnitt des Arms 2 bildet.
-
Der Drückerfuß 8 kann zudem synchron mit dem Nähantrieb eine Hüpferbewegung durchführen. Diese Hüpferbewegung kann über den Hubantrieb 10 vorgegeben werden. Ein Hüpferhub bei dieser Hüpferbewegung kann im Bereich zwischen 0,5 mm und 10 mm liegen.
-
Der Greifer 7 ist unter der Stichplatte in der Grundplatte 3 gelagert. Eine Greiferachse 9, um die sich der Greifer 7 bei der Stichbildung dreht, verläuft vertikal (vgl. zum Beispiel 7).
-
Der Greifer 7 dient zur Führung eines bei der Stichbildung mit dem Oberfaden zusammenwirkenden Unterfaden und hat einen Unterfaden-Vorrat in Form einer Spule.
-
Zur Erleichterung der Darstellung von Lagebeziehungen wird nachfolgend ein kartesisches xyz-Koordinatensystem verwendet. Die x-Richtung verläuft längs einer Nährichtung der 2 nach links. Die y-Richtung verläuft horizontal in der 1 nach links und senkrecht zur Zeichenebene der 2. Die z-Richtung verläuft vertikal in den 1 und 2 nach oben.
-
Die Nähmaschine 1 hat einen Hubantrieb 10 zum Hubverstellen des Drückerfußes 8 längs der z-Richtung. 2 zeigt den Drückerfuß 8 in einer auf ein Niveau der Stichplatte abgesenkten Hubstellung. 3 zeigt den Drückerfuß 8 in einer im Vergleich zur Hubstellung nach 2 angehobenem Hubstellung.
-
Der Hubantrieb 10 weist einen Aktor auf, der als Schrittmotor ausgeführt sein kann. Auf eine Motorwelle des Hubantriebs 10 ist ein in der Zeichnung nicht dargestellter Zahnkranz gesetzt, welcher mit einem Zahnstangenabschnitt einer Drückerfußstange 11 des Drückerfußes 8 zusammenwirkt. Ein mit dem Nähgut zusammenwirkendes Drückerende 12 ist gleichzeitig als Hülse zum Durchtritt der Nähnadel 5 ausgeführt.
-
Alternativ zur separaten Ausführung eines Schrittmotor-Hubantriebs 10 kann eine Hubverstellung des Drückerfußes auch von einer Armwelle der Nähmaschine 1 abgeleitet sein.
-
Ein Dreh-Antriebsmotor 13, der grundplattenseitig montiert ist, stellt eine gemeinsame Antriebsquelle einerseits für einen Nadelstangen-Drehantrieb 14 zum Drehen der Nadelstange 6 und des Drückerfußes 8 um eine vertikale Nadelstangenachse 15 und andererseits für einen Greifer-Baugruppen-Drehantrieb 16 zum Drehen einer den Greifer 7 beinhaltenden Greifer-Baugruppe 17 um eine Greifer-Baugruppen-Achse 18 dar (vgl. zum Beispiel 7). Die Greifer-Baugruppen-Achse 18 verläuft parallel zur Greiferachse 9 zu dieser beabstandet. Beide Achsen 9, 18 verlaufen parallel zur z-Achse, also vertikal. Die Greifer-Baugruppen-Achse 18 fällt mit der Nadelstangenachse 15 zusammen.
-
Zum Drehen der Nadelstange 6 und des hiermit drehfest verbundenen Drückerfußes 8 um die Nadelstangenachse 15 steht der Dreh-Antriebsmotor 13 über einem Zahnriemen 19 mit einer Drehantriebswelle 20, die längs der y-Achse verläuft, in Wirkverbindung (vgl. 8). Über einen zunächst längs des Ständers 4 und anschließend längs des Arms 2 geführten weiteren Zahnriemen 21 steht die Drehantriebswelle 20 mit einem nadelstangenseitigen Zahnkranz 22 mit vertikaler Drehachse in Wirkverbindung. Mit dem nadelstangenseitigen Zahnkranz 22 ist einerseits die Nadelstange 6 und anderseits die Drückerfußstange 11 drehfest verbunden.
-
Im Kopf 2a ist über der Nadelstange 6 eine Fadenhebelbaugruppe 23 angeordnet (vgl. 1). Diese ist so ausgeführt, dass sie unabhängig von einer Drehstellung der Nadelstange 6 um die Nadelstangenachse 15 eine Verknotung des Oberfadens mit dem Unterfaden bei der Stichbildung und einem korrekten Fadenanzug gewährleistet. Benachbart zu einem Fadenhebel 24 der Fadenhebelbaugruppe 23 ist eine Fadenspannungsplatte 25 am Arm 2 der Nähmaschine 1 montiert. Auf der Fadenspannungsplatte 25 sind Spanneinheiten 26 zur Vorgabe einer Fadenspannung des Oberfadens, der in der Zeichnung nicht dargestellt ist, montiert.
-
Zu einer Nadelstangen-Drehbaugruppe 27, die neben der Nadelstange 6 den hiermit drehfest um die Nadelstangenachse 15 verbunden Drückerfuß 8 aufweist, gehört auch eine Drehscheibe 28, deren zentrale Scheibenachse mit der Nadelstangenachse 15 zusammenfällt (vgl. zum Beispiel 2). Diese Drehscheibe 28 ist in den 2 und 3 in einer Seitenansicht dargestellt. Die Drehscheibe 28 ist mit dem Zahnkranz 22 und mit der Nadelstange 6 drehfest verbunden. Die Drehscheibe 28 ist fest mit dem Drückerfuß 8 verbunden.
-
Der Hubantrieb 10 ist an einem Rahmen der Nähmaschine 1, nämlich an einem kopfseitigen Rahmenelement, fixiert. Die Drehscheibe 28 hat eine in der 2 angedeutete Umfangsnut 29, in die ein Mitnehmer 30 der Drückerfußstange 11 zur Hubverlagerung des Drückerfußes 8 eingreift. Alternativ kann eine Verbindung des Hubantriebs 10 mit der Drehscheibe 28 über einen Absatz ausgeführt sein.
-
Zum Drehen der Greifer-Baugruppe 17 um die Greifer-Baugruppen-Achse 18 steht die Drehantriebswelle 20 über einem weiteren Zahnriemen 31 mit einem Zahnkranz eines Hohlwellenabschnitts 32 in Wirkverbindung. Dieser Hohlwellenabschnitt 32 steht über ein Zahnrad-Paar 34,35, eine Getriebewelle 36, ein weiteres Zahnrad-Paar 37, 38 mit einer Stirnverzahnung 39 eines Baugruppen-Gehäuses 40 der Greifer-Baugruppe 17 in Wirkverbindung.
-
Der Greifer 7 ist um die Greiferachse 9 im Baugruppen-Gehäuse 40 drehbar. Das Baugruppen-Gehäuse 40 wiederum ist um die Greifer-Baugruppen-Achse 18 drehbar.
-
Über die Getriebe-Verbindung 32 bis 39 wird eine Rotation des Hohlwellenabschnitts 32 um eine zur y-Achse parallele Achse in eine Rotation des Baugruppen-Gehäuses 40 um die zur z-Achse parallele Greifer-Baugruppen-Achse 18 umgelenkt.
-
Eine Auf- und Abbewegung der Nadelstange 6 parallel zur z-Achse sowie eine Drehung des Greifers 7 um die Greiferachse 9, jeweils zur Stichbildung, wird von einem Näh-Antriebsmotor 41 abgeleitet, der ebenfalls grundplattenseitig montiert ist. Letzterer wirkt über einen Zahnriemen 42 mit einer Kernwelle 43 der Greiferantriebswelle 33 zusammen. Zwischen einem Zahnkranz 42a, an dem der Zahnriemen 42 angreift, und der Kernwelle 43 ist eine Rastkupplung 42b angeordnet, die bei Überlastsituationen die Kernwelle 43 vom Näh-Antriebsmotor 41 trennt.
-
Über eine Differenzialgetriebeeinheit 44, eine Übertragungswelle 45 und ein in der 7 teilweise sichtbares Kegelradgetriebe 46 und eine vertikal verlaufende weitere Übertragungswelle 47 steht die Kernwelle 43 mit einer in der 7 nicht sichtbaren, ebenfalls vertikal verlaufendem Greiferwelle in Wirkverbindung, die mit der Greiferachse 9 fluchtet.
-
Die Differenzialgetriebeeinheit 44 dient zur Anpassung einer relativen Drehposition einer Greiferspitze um die Greiferachse 9 abhängig von einer jeweiligen Drehposition der Greifer-Baugruppe 17 um die Greifer-Baugruppen-Achse 18. Die ein Differenzialgetriebeeinheit 44 stellt dabei sicher, dass eine Verdrehung der Übertragungswelle 45 zur Kernwelle 43 zur Ermöglichung einer entsprechenden Anpassung der relativen Drehposition der Greiferspitze möglich ist.
-
Die Verdrehung der Übertragungswelle 45 zur Kernwelle 43 mittels Differenzialgetriebeeinheit 44 erfolgt zwangsgesteuert. Somit wird je nach Drehposition der Greifer-Baugruppe 17 um die Greifer-Baugruppen-Achse 18 die relative Drehposition der Greiferspitze um die Greiferachse 9 angepasst.
-
Der Nähantrieb der Nadelstange wird über den Antriebsmotor 41 auf die Nadelstange über eine Armwelle 48 und ein Kurbel-Umlenkgetriebe, das im Kopf 2a untergebracht ist, gewährleistet
-
4 zeigt die Nadelstange 6 mit dem Drückerfuß 8 und die Greifer-Baugruppe 17 in einer Dreh-Grundstellung „0°“, in der ein Nähen längs der x-Achse erfolgt. Eine Greiferspitze des Greifers 7 ist dabei zur Nadelstangenachse 15 hin ausgerichtet.
-
5 zeigt eine im Vergleich zur Drehstellung nach 4 um 90° entgegen den Uhrzeigersinn verdrehte Drehstellung, die über den Dreh-Antriebsmotor 13 einerseits wirkend auf den Nadelstangen-Drehantrieb 14 und andererseits wirkend auf den Greifer-Baugruppen-Drehantrieb 16 herbeigeführt wurde. Sowohl die Nadelstangen-Drehbaugruppe 27 mit der Nadelstange 6 und dem Drückerfuß 8 als auch die Greifer-Baugruppe 17 sind synchron zueinander einerseits um die Nadelstangenachse 15 und andererseits um die Greifer-Baugruppen-Achse 18 um 90° entgegen den Uhrzeigersinn gedreht. Aufgrund der Wirkung der Differenzialgetriebeeinheit 44 ist auch in dieser Drehstellung „90°“ gewährleistet, dass die Greiferspitze zur korrekten Stichbildung der Nadelstangenachse 15 zugewandt ist.
-
Mit der Nähmaschine 1 kann ein Zweifaden-Steppstich genäht werden.
-
Die Komponenten der Nähmaschine 1 stehen mit einer zentralen Steuereinrichtung in Signalverbindung. Hierbei kann es sich um eine CNC-Steuerung handeln.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- EP 3392388 A1 [0002]
- EP 2028311 A2 [0002]
- DE 19951127 C2 [0002]
