DE10231719B3

DE10231719B3 - Nähmaschine mit einer Dämpfungsvorrichtung

Info

Publication number: DE10231719B3
Application number: DE10231719A
Authority: DE
Inventors: Kurt Klundt
Original assignee: Pfaff Industriemaschinen GmbH
Current assignee: Pfaff Industriesysteme und Maschinen GmbH
Priority date: 2002-07-13
Filing date: 2002-07-13
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-07-14
Also published as: EP1529130B1; AU2003250027A1; CN1668799B; WO2004007827A1; CN1668799A; MXPA04012951A; JP2005532860A; EP1529130A1; ATE398697T1

Abstract

Bei einer Nähmaschine ist zur Dämpfung von Torsionsschwingungen bei einer oszillierend bewegten Welle (38) diese Welle von einer feststehenden Hülse (41) umgeben, wobei zwischen der Welle (38) und der Hülse (41) ein Spalt (43) ausgebildet ist. Der Spalt (43) ist mit einer zähflüssigen Substanz (24) ausgefüllt und durch Dichtungselemente (44) verschlossen. Bei Relativbewegungen zwischen der Welle (38) und der Hülse (41) tritt in der zähflüssigen Substanz viskose Reibung auf, die eine Schwingungsdämpfung bewirkt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine mit oszillierend und intermittierend bewegten Getriebeteilen und wenigstens einer Dämpfungsvorrichtung zur Verminderung von durch die Getriebeteile ausgelösten Schwingungen.

Es ist bekannt, daß bei Nähmaschinen diejenigen Wellen, die oszillierend oder intermittierend bewegte Stichbilde- und Vorschubmittel antreiben, zu Torsionsschwingungen neigen. Solche Schwingungen bzw. Vibrationen können einerseits zu einem vorzeitigen Verschleiß der betroffenen Getriebeteile führen und andererseits ein Überschwingen der Stichbilde- und Vorschubmittel hervorrufen, so daß z. B Zickzack-Bewegungen der Nadelstange ungenau ausfallen oder daß sich bei Nähmaschinen mit einem Viereckbewegungen ausführenden Stoffschieber mit zunehmender Drehzahl der Nähmaschine die Vorschublänge und damit die Stichlänge vergrößert.

Die DE-AS 1 012 809 offenbart eine Vielzahl von Vorschlägen zur Dämpfung derartiger Torsionsschwingungen. So ist in 13 eine Dämpfungsvorrichtung für eine Schwingwelle dargestellt, die eine die Welle umfassende Hülse aufweist. Das eine Ende der Hülse ist fest mit der Welle verbunden, das andere steht dagegen mit der Welle in reibender Verbindung, wobei die Größe der Reibkraft eingestellt werden kann. Wenn sich die Schwingwelle unter der Einwirkung von Torsionskräften in sich verdreht, führt dies zu einer reibungsbehafteten Relativbewegung zwischen der Schwingwelle und dem mit ihr reibschlüssig verbundenen Ende der Hülse. Der dabei auftretende Bremseffekt dämpft das Entstehen von Torsionsschwingungen.

Eine derartige Dämpfungsvorrichtung hat aber einen entscheidenden Nachteil.

Da an der reibschlüssigen Verbindung zwischen Hülse und Schwingwelle Verschleiß und Reibungskorrosion auftreten, verändert sich die eingestellte Reibkraft allmählich, so daß sie immer wieder neu eingestellt werden muß, um die gewünschte Dämpfungswirkung zu gewährleisten. Überdies muß bei Überschreiten einer bestimmten Verschleißgrenze die Welle und/oder die Hülse ausgewechselt werden.

In 6 der DE-AS 1 012 809 ist ein Scheibendämpfer dargestellt. Er weist ein auf einer Nabe der Armwelle lose drehbar angeordnetes scheibenförmiges Trägheitsglied auf, das von einem mit der Armwelle fest verbundenen, geschlossenen und mit einer zähflüssigen Substanz gefüllten Gehäuse umgeben ist. Beim Umlaufen des Gehäuses wird das Trägheitsglied mit im wesentlichen derselben Geschwindigkeit mitgenommen. Wenn sich die Armwelle unter der Einwirkung von Torsionskräften in sich verdreht, wirkt das Trägheitsglied den dabei auftretenden Richtungs- und Geschwindigkeitsänderungen entgegen und dämpft auf diese Weise das Entstehen von Torsionsschwingungen.

Da das Trägheitsglied zur Erzielung einer ausreichenden Dämpfungswirkung einen vergleichsweise großen Durchmesser und eine relativ große Masse aufweisen muß, ergibt sich für den Scheibendämpfer ein sehr großer Raumbedarf, der es praktisch unmöglich macht, ihn innerhalb des Maschinengehäuses unterzubringen.

Die sehr viel jüngere US-A-6 058 862 betrifft einen Antriebsmechanismus für das Nadelstangenpendel einer Zickzack-Nähmaschine. Zur Dämpfung von Schwingungen der Getriebeteile dieses Antriebsmechanismus werden verschiedene Lösungsvarianten geoffenbart. Bei der in den 2 bis 5 gezeigten ersten Version einer Dämpfungsvorrichtung ist das untere gabelförmige Ende einer Schwingwelle auf einem schwenkbar gelagerten Exzenterbolzen abgestützt, der wiederum über eine radial abstehende Blattfeder drehelastisch fixiert ist. Aufgrund des fortlaufenden Drehrichtungswechsels des Antriebsgliedes für den Schwinghebel bewirken am unteren Hebelende auftretende Reaktionskräfte ein Verdrehen des Exzenterbolzens und damit ein Verbiegen der Blattfeder. Dies ruft wiederum Relativbewegungen zwischen der Blattfeder und zwei wulstförmigen Widerlagern hervor. Diese Relativbewegungen sind zwar sehr gering, können aber wegen der dabei auftretenden Reibungskorrosion zu einem vorzeitigen Verschleiß führen. Darüber hinaus ist diese Art einer Dämpfungsvorrichturng sehr fertigungs- und montageaufwendig.

Bei mehreren anderen in der US-A 6 058 862 offenbarten Versionen einer Dämpfungsvorrichtung ist der Exzenterbolzen, die Blattfeder oder der Schwinghebel über elastische Hartgummi-Bauteile gehäuseseitig abgestützt. Da solche Bauteile einem Hysterese-Effekt unterliegen, ist dadurch die Übertragungsgenauigkeit der Antriebsbewegungen beeinträchtigt.

Außerhalb des Fachgebietes Nähmaschinen/Stickmaschinen gibt es zahlreiche Vorschläge zur Dämpfung von Schwingungen unter Verwendung einer zähflüssigen Substanz. Jedoch sind diese bekannten Dämpfungsvorrichtungen wegen raumgreifender Bauweise oder wegen der Art der Dämpfung für den Einsatz im Nähmaschinenbau ungeeignet.

Die DE 689 17 072 T2 betrifft eine Dämpfungsvorrichtung zur Verminderung von Torsionsschwingungen bei Kupplungen von Fahrzeugantrieben. Die Kupplung enthält zwei um ein geringes Winkelmaß relativ zueinander verdrehbare, durch Federn gegeneinander abgestützte Scheibenteile. Mit ihnen ist eine viskose Dämpfungsvorrichtung verbunden. Diese bestelht aus einem am ersten Scheibenteil befestigten Gehäuse und einer in ihm angeordneten Scheibe, die mit dem zweiten Scheibenteil drehfest verbunden ist. Das Gehäuse ist mit einer zähflüssigen, d. h. viskosen Flüssigkeit gefüllt, wodurch zwischen den Gehäusewänden und der Scheibe bei einer gegenseitigen Relativbewegung eine viskose Reibung auftritt. Solche Relativbewegungen treten bei Drehmomentwechseln und Torsionsschwingungen auf, wobei die zwischen den Scheibenteilen angeordneten Federn zusammengedrückt werden. Diese Relativbewegungen werden durch die in der Dämpfungsvorrichtung auftretende viskose Reibung gedämpft. Die Dämpfungsvorrichtung hat prinzipiell einen großen Raumbedarf, weshalb eine Dämpfungsvorrichtung dieser Art für den Einbau in ein Nähmaschinengehäuse ungeeignet ist.

Die DE 29 33 727 C2 und DE 195 39 232 A1 betreffen Torsionsschwingungsdämpfer, die eine relativ zu einer Wellennabe drehbare, als Trägheitsglied dienende Schwungmasse aufweisen. Die Schwungmasse ist in einem mit der Wellennabe fest verbundenen Gehäuse aufgenommen, das mit einer viskosen Flüssigkeit gefüllt ist. Die Schwingungsdämpfer entsprechen im Prinzip dem in 6 der vorerwähnten DE-AS 1012 809 dargestellten Scheibendämpfer.

Die DE 198 30 208 A1 offenbart eine weitere Dämpfungsvorrichtung, die durch die Verwendung einer viskosen Flüssigkeit zur Verminderung von Torsionsschwingungen dient. Allerdings erfolgt die Dämpfungswirkung nicht nach dem Prinzip der viskosen Reibung, sondern durch Verdrängung in einem Drosselspalt. Eine solche Dämpfungsvorrichtung hat ebenfalls einen großen Raumbedarf und ist darüber hinaus noch vergleichsweise aufwendig.

Schließlich sind durch die DE 34 21 043 C2 und DE 42 35 569 A1 zwei nach dem Prinzip der Quetschfilmdämpfung arbeitende Vorrichtungen bekannt, die bei Schlittenführungen senkrecht zur Schlittenlängsbewegung auf tretende Vibrationen vermindern sollen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für Nähmaschinen mit oszillierend oder intermittierend bewegten Stichbilde- und Vorschubmitteln eine Schwingungs-Dämpfungsvorrichtung zu schaffen, die platzsparend aufgebaut ist und zuverlässig und weitestgehend verschleißfrei arbeitet. Die Aufgabe wird durch die in den nebengeordneten Ansprüchen 1, 10 und 12 angegebenen Merkmale gelöst.

Allen drei nebengeordneten Ansprüchen liegt der übergeordnete Lösunugsgedanke zugrunde, die der Arbeitsbewegung der oszillierend oder z. B. in Längsrichtung intermittierend bewegten Getriebeteile übergelagerten zusätzlichen Schwingbewegungen durch eine Flüssigkeitsdämpfung zu unterbinden, indem ein rotatorisch oder translatorisch bewegtes Getriebeteil des Antriebsmechanismus eines Stichbilde- und/oder eines Vorschubmittels mit einer Kapsel so eng umschlossen wird, daß nur ein schmaler, dabei aber möglichst großflächiger Spalt entsteht, der mit einer zähflüssigen Substanz ausgefüllt und anschließend dicht verschlossen wird.

Die Dämpfungswirkung beruht hierbei auf den unter einem bestimmten Kraftaufwand erfolgenden Verschiebungen innerhalb der zähflüssigen Substanz zwichen deren Grenzschichten an den Spaltflächen. Die hierbei in der zähflüssigen Substanz stattfindende viskose Reibung ist geschwindigkeitsproportional. Das heißt, bei einer aus dem Stillstand beginnenden Bewegung gibt es zunächst keinen Bewegungswiderstand. Dieser baut sich erst im Fortschreiten einer schneller werdenden Bewegung auf und erreicht sein Maximum, wenn auch die Bewegungsgeschwindigkeit ihr Maximum erreicht hat. Da also bei einer viskosen Reibung anders als bei einer mechanischen Reibung keine anfängliche Haftreibung zu überwinden ist, bestehen ideale Verhältnisse für die Dämpfung von Schwingungen und zwar über den gesamten Drehzahlbereich der Nähmaschine.

Da die erfindungsgemäße Dämpfungsvorrichtung im wesentlichen nur aus einer das zu dämpfende Getriebeteil umgebenden Kapsel besteht, die zur Bildung des schmalen Spaltes mit sehr geringem Abstand zu dem Getriebeteil angeordnet ist, besteht grundsätzlich die Möglichkeit einer sehr raumsparenden Bauweise. Solch raumsparende Dämpfungsvorrichtungen können daher sogar an solchen Stellen des Gehäuses angeordnet werden, bei denen der zur Verfügung stehende Raum bereits durch eingebaute Vorrichtungen und/oder Getriebeteile weitgehend ausgefüllt ist.

Die für ein gutes Dämpfungsergebnis erforderliche große Fläche des Spaltes läßt sich gemäß den Ansprüchen 2 und 3 bei der im Gehäusearm gelagerten Schwingwelle für das Nadelstangenpendel und bei der in der Grundplatte angeordneten Schiebewelle für den Stoffschieberantrieb dadurch erreichen, daß sich die jeweilige Hülse über die größtmögliche Distanz zwischen den jeweiligen Lagerstellen der Welle bzw. Anlenkstellen anderer Getriebeteile erstreckt. Da hierbei die Wellen weitestgehend unverändert bleiben, wird auch deren Trägheitsverhalten nicht verändert.

Sofern die Welle, wie in Anspruch 4 vorgeschlagen, über Wälzlager gegenüber der Hülse abgestützt ist, braucht man bei der Ausbildung der Dämpfungsvorrichtung nicht auf die Erfordernisse bei der Ausgestaltung eines Wellenlagers zu achten. Wird dagegen die Dämpfungsvorrichtung gemäß Anspruch 5 zugleich auch als Gleitlager für die Welle ausgebildet, so muß außer der passenden Werkstoffkombination auch darauf geachtet werden, daß die zähflüssige Substanz neben der Dämpfungseigenschaft auch gute Schmiereigenschaften besitzt.

Zum Ausgleich des negativen Viskositäts-Temperatur-Verhaltens von Flüssigkeiten allgemein und damit auch der zähflüssigen Substanz wird entsprechend den Ansprüchen 6 und 7 vorschlagen, die den Spalt bildenden Bauteile aus Werkstoffen mit unterschiedlichen Temperatur-Ausdehnungskoeffizienten herzustellen. Wenn also mit zunehmender Temperatur der Nähmaschine die zähflüssige Substanz dünnflüssiger wird, verengt sich aufgrund der Verwendung von Werkstoffen mit unterschiedlichen Ausdehnungskoeffizienten der Spalt, so daß auf diese Weise der Grad der Dämpfung über einen größeren Temperaturbereich im wesentlichen konstant bleibt.

Wenn wie im Anspruch 8 vorgeschlagen, auf der Welle ein Leichtmetallrohr derart mit Hilfe von Stiften angeordnet ist, daß ein aktiver äußerer Spalt und ein passiver innerer Spalt entsteht, so kann bei der infolge einer Temperaturerhöhung eintretenden Verengung des aktiven äußeren Spaltes die aus ihm verdrängte zähflüssige Substanz in den passiven inneren Spalt ausweichen.

Die Weiterbildung nach Anspruch 9 schafft eine Möglichkeit zum einfachen und schnellen Neu- oder auch Nachbefüllen des Spaltes mit der zähflüssigen Substanz.

Sofern ein schwingungsmäßig zu dämpfendes Getriebeteil zu kurz ist, um mit Hilfe einer Hülse eine ausreichend große Spaltfläche zu erzielen, können gemäß den Ansprüchen 10 und 11 zusätzlich zu dem umfangsseitigen radialen Spalt oder anstelle dieses Spaltes durch Anordnen von einem oder mehreren Scheibenpaaren in einer entsprechend ausgebildeten Kammer der Hülse ein oder mehrere axiale Spalte geschaffen werden. Nach Befüllen der Kammer mit der besagten zähflüssigen Substanz üben der bzw. die axialen Spalte eine ähnliche schwingungsdämpfende Wirkung aus wie ein umfangsseitiger radialer Spalt.

Im Anspruch 12 ist die prinzipielle Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Dämpfungsvorrichtung für einen linear intermittierend bewegten Schlitten angegeben.

Die Erfindung ist anhand mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
1 eine schaubildliche Darstellung von Stichbilde- und Vorschubmitteln einer Nähmaschine mit Dämpfungsvorrichtungen für oszillierend bewegte Getriebeteile,
2 eine vergrößerte schaubildliche Darstellung des Nadelstangenpendels und der zugeordneten Schwingwelle mit einer Dämpfungsvorrichtung,
3 eine vergrößerte Schnittdarstellung nach Linie III-III der 2,
4 eine vergrößerte schaubildliche Darstellung der Schiebewelle mit einer Dämpfungsvorrichtung,
5 eine schaubildliche Darstellung der Schiebewelle entsprechend der 4 mit einer ersten Variante der Dämpfungsvorrichtung,
6 eine vergrößerte Schnittdarstellung nach Linie VI-VI der 5,
7 eine schaubildliche Darstellung der Schiebewelle entsprechend 4 mit einer zweiten Variante der Dämpfungsvorrichtung,
8 eine vergrößerte Einzelheit der 7,
9 eine schaubildliche Darstellung der Schiebewelle entsprechend 4 mit einer Weiterbildung der Dämpfungsvorrichtung,
10 eine schaubildliche Darstellung der Schiebewelle mit einer Dämpfungsvorrichtung, die axiale Spalte aufweist,
11 eine vergrößerte Schnittdarstellung der Dämpfungsvorrichtung aus 10,
12 eine schaubildliche Darstellung des Antriebsmechanismus einer Knopfklammer mit einer Dämpfungsvorrichtung für einen intermittierend bewegten Schlitten,
13 eine Schnittdarstellung nach Linie XIII-XIII der 12,
14 eine Schnittdarstellung nach Linie XIV-XIV der 13.
Das in 1 strichpunktiert dargestellte Gehäuse 1 einer Nähmaschine besteht aus einer Grundplatte 2, einem Sockel 3 und einem Arm 4, der in einen Kopf 5 übergeht.
Im Arm 4 ist eine Armwelle 6 gelagert, die an ihrem einen Ende eine zugleich als Handrad dienende Riemenscheibe 7 und an ihrem anderen Ende eine mit einem Massenausgleichsgewicht 8 versehene Kurbel 9 trägt. Die Kurbel 9 steht zum einen mit einer in einem Nadelstangenpendel 10 gelagerten Nadelstange 11 und zum anderen mit einem Gelenkfadengeber 12 in Antriebsverbindung. In der Nadelstange 11 ist eine fadenführende Nadel 13 befestigt. Sie arbeitet in bekannter Weise mit einem in der Grundplatte 2 angeordneten, nicht dargestellten Greifer zusammen.
Das Nadelstangenpendel 10 ist ein Bestandteil eines Nadeltransportmechanismus 14. Dieser weist eine im Arm 4 angeordnete Schwingwelle 15 auf, deren eines Ende über eine Kurbel 16 mit dem Nadelstangenpendel 10 und deren anderess Ende über eine Kurbel 17 mit einer Exzenterstange 18 verbunden ist. Die Exzenterstange 18 ist durch einen Schrittmotor 19 antreibbar.
Der Schwingwelle 15 ist eine Dämpfungsvorrichtung 20 zugeordnet. Sie weist eine langgestreckte Hülse 21 auf, die die Welle 15 umschließt und mittels Gewindestiften 22 am Gehäuse 1 befestigt ist. Zwischen der Hülse 21 und der Welle 15 ist ein langer ringförmiger Spalt 23 von ca. 0,05 mm Dicke ausgebilldet.
Der Spalt 23 ist mit einer zähflüssigen Substanz 24 – beispielsweise einem Kettenschmierstoff mit hoher Viskosität – ausgefüllt und an seinen beiden Enden durch je einen O-Ring 25 abgedichtet. Wegen der besseren Übersichtlichkeit ist in 2 und 3 nur ein kleiner Teil der Substanz 24 dargestellt, die ja in Wirklichkeit den Spalt 23 vollständig ausfüllt.
Die Hülse 21 dient zugleich als Träger für die Welle 15, wobei sie über zwei Nadellager 26 gegenüber der Hülse 21 abgestützt ist. Um eine raumsparende Bauweise zu erzielen, rollen die in Nadelkäfigen gehaltenen Nadeln 27 einerseits direkt auf der Welle 15 und andererseits direkt auf der inneren Umfangsseite je einer im Durchmesser größeren Bohrung 28 der Hülse 21 ab. Mit 29 ist ein Stellring bezeichnet, durch den die axiale Lage der Welle 15 festgestellt ist.
Die Armwelle 6 steht über einen Riementrieb 30 mit einer in der Grundplatte 2 gelagerten unteren Hauptwelle 31 in Antriebsverbindung. Die Welle 31 dient zugleich als Hebewelle, die über einen Exzenterantrieb 32, Hubbewegungen für einen Stoffschieber 33 erzeugt, der auf einem Stoffschieber-Tragbalken 34 angeordnet ist. Ein auf der Welle 31 angeordneter Exzenterantrieb 35 ist mit einem Gelenkstichsteller 36 verbunden. Eine als Abtriebsglied des Gelenkstüchstellers 36 dienende Kurbel 37 ist auf dem einen Ende einer Schiebewelle 38 befestigt. Auf dem anderen Ende der Schiebewelle 38 ist eine Kurbel 39 befestigt, die am Stoffschieber-Tragbalken 34 angelenkt ist und dem Stoffschieber 33 Schubbewegungen erteilt.
Der Schiebewelle 38 ist eine Dämpfungsvorrichtung 40 zugeordnet, die im Prinzip der Dämpfungsvorrichtung 20 für die Schwingwelle 15 entspricht. Die Dämpfungsvorrichtung 40 weist demgemäß eine langgestreckte Hülse 41 auf, die die Welle 38 umschließt und mittels eines Gewindestiftes 42 an der Grundplatte 2 befestigt ist. Zwischen der Hülse 41 und der Welle 38 ist ein langer ringförmiger Spalt 43 von ca. 0,05 mm Dicke ausgebildet. Der Spalt 43 ist mit der gleichen zähflüssigen Substanz 24 wie der Spalt 23 ausgefüllt und an seinen Enden durch je einen O-Ring 44 abgedichtet.
Die Hülse 41 dient ebenfalls als Träger für die Welle 38, wobei sie über zwei Nadellager 45 gegenüber der Hülse 41 abgestützt ist. Die in Nadelkäfigen gehaltenen Nadeln 46 rollen auf der Welle 38 und auf der inneren Umfangsseite je einer Bohrung 47 der Hülse 41 ab.
Beim Betrieb der Nähmaschine versetzt ein nicht dargestellter, mit der Riemenscheibe 7 antriebsmäßig verbundener Motor die Armwelle 6 in Drehbewegung. Diese wird über den Riementrieb 30 auf die untere Hauptwelle 31 übertragen und bewirkt, daß der Stoffschieber 33 eine aus Hub- und Schubbewegungen zusammengesetzte Viereckbewegung ausführt. Hierbei wird durch entsprechendes Einstellen des Stichstellers 36 die Länge der Schubbewegung und damit die Vorschubgröße des Stoffschiebers 33 bzw. die Stichlänge der herzustellenden Naht festgelegt. Gleichzeitig treibt der Schrittmotor 19 den Nadeltransportmechanismus 14 an und bewirkt bei in das Nähgut eingestochener Nadel 13 eine synchron zur Vorschubbewegung des Stoffschiebers 33 laufende Vorschubbewegung der Nadelstange 11.
Die beiden Dämpfungsvorrichtrungen 20 und 40 bewirken, daß bei der oszillierenden Drehbewegung der beiden Wellen 15 und 38 in den Spalten 23, 43 eine viskose Reibung in der zähflüssigen Substanz 24 stattfindet, deren Größe von der Dicke der Spalte 23, 43, der Größe der Spaltfläche und von der Hohe der Viskosität der Substanz 24 abhängt. Die viskose Reibung tritt hierbei sowohl bei der von den Wellen 15, 38 auszuführenden Arbeitsbewegung, d. h. der jeweils durchzuführenden Vorschubbewegung, als auch bei der dieser überlagerten unkontrollierten zusätzlichen Torsionsschwingung auf. Dabei wird die Arbeitsbewegung der Wellen 15, 38 durch den Schrittmotor 19 und den Stichsteller 36 unter Überwindung der viskosen Reibung zeit- und weggenau ausgeführt. Dagegen bremst die viskose Reibung das Bestreben der Wellen 15, 38 sich über die durch die eingestellte Vorschubgröße der Nadelstange 11 und de Stoffschiebers 33 festgelegten Bewegungsumkehrpunkte hinaus weiter zu verdrehen und dämpft auf diese Weise zusätzlich überlagerte Torsionsschwingungen.
Die 5 und 6 zeigen, bezugnehmend auf die Dämpfungsvorrichtung 40, eine Dämpfungsvorrichtung 40.1, bei der das negative Viskositäts-Temperatur-Verhalten der zähflüssigen Substanz 24 ausgeglichen ist. Zu diesem Zweck ist bei der Dämpfungsvorrichtung 40.1 auf der aus Stahl gefertigten Schiebewelle 38 ein aus Leichtmetall – z. B. Aluminium – bestehendes Rohr 48 aufgezogen, das mit Hilfe eines durchgehenden Stiftes 49 und einer Paßfeder 50 drehfest mit der Welle 38 verbunden ist. Der mit der zähflüssigen Substanz 24 gefüllte Spalt 51 ist zwischen dem Leichtmetallrohr 48 und der Innenseite der aus Stahlgefertigten Hülse 41 ausgebildet.
Bei zunehmender Temperatur verringert sich die Viskosität der zähflüssigen Substanz 24, d. h., sie wird etwas dünnflüssiger, wodurch sich ihr viskoser Reibwiderstand verringert. Aufgrund des größeren Temperaturausdehnungskoeffizienten von Leichtmetall gegenüber dem Ausdehnungskoeffzienten von Stahl verengt sich mit zunehmender Temperatur der Spalt 51, wodurch wiederum der viskose Reibwiderstand innerhalb des Spaltes 51 vergrößert wird. Da die Auswirkung der temperaturbedingten Spaltdickenänderung der Auswirkung der temperaturbedingten Veränderung der Viskosität entgegengerichtet ist, heben sich die beiden Wirkungen zumindest teilweise gegenseitig auf, so daß bei der Dämpfungsvorrichtung 40.1 der Grad bzw. das Ausmaß der schwingungsmäßigen Dämpfung über einen größeren Temperaturbereich weitgehend konstant bleibt.
Bei der Dämfpungsvorrichtung 40.1 wird bei einer Verengung des Spaltes 51 ein Teil der zähflüssigen Substanz 24 in axialer Richtung gegen die O-Ring 44 verdrängt, weshalb diese vorzugsweise verschiebbar angeordnet sein sollten. Bei der in den 7 und 8 dargestellten Dämpfungsvorrichtung 40.2, die auf die Dämpfungsvorrichtung 40.1 Bezug nimmt, wird eine spezielle Lösung für die Aufnahme der beim Verengen des Spaltes 51 verdrängten zähflüssigen Substanz 24 vorgeschlagen. Hierbei ist vorgesehen, daß das ebenfalls mit Hilfe eines Stiftes 49 und einer Paßfeder 50 mit der Welle 38 drehfest verbundene Leichtmetallrohr 48.1 nicht nur gegenüber der Hülse 41 einen äußeren Spalt 51, sondern zugleich auch gegenüber der Welle 38 einen inneren Spalt 52 bildet.
Die Spalte 51, 52 sind durch mehrere Querbohrungen 53 miteinander verbunden. Da die viskose Reibung nur im äußeren Spalt 51 stattfindet, handelt es sich hierbei um einen aktiven Spalt, wohingegen der innere Spalt 52 ein passiver Spalt ist. Wenn mit ansteigender Temperatur aufgrund des größeren Temperaturausdehnungskoeffizienten von Leichtmetall sich der äußere Spalt 51 zunehmend verengt, kann die aus ihm verdrängte zähflüssige Substanz 24 durch die Querbohrungen 53 hindurch in den temperaturbedingt größer werdenden inneren Spalt 52 fließen. Bei zurückgehender Temperatur ist die Fließrichtung umgekehrt.
9 zeigt eine sich auf die Dämpfungsvorrichtung 40 aus 4 beziehende weitere Variante. Bei dieser Dämpfungsvorrichtung 40.3 weist die Welle 38.1 eine Längsbohrung 54 auf, die durch Querbohrungen 55 mit dem Spalt 43 zwischen der Welle 38.1 und der Hülse 41 in Verbindung steht. Das Ende der Längsbohrung 54 ist durch einen als Rückschlagventil wirkenden Schmiernippel 56 verschlossen. Bei dieser Dämpfungsvorrichtung 40.3 läßt sich der Spalt 43 auf besonders einfache Weise mit der zähflüssigen Substanz 24 befüllen und ggf. auch nachfüllen, falls etwas von der zähflüssigen Substanz 24 aus dem Spalt 43 und an den O-Ringen 44 vorbei ausgetreten sein sollte.
Die in den 10 und 11 dargestellte Dämpfungsvorrichtung 57 ist der hierbei mit 38.2 bezeichneten Schiebewelle zugeordnet, auf der mittels Spannringen 58 die Kurbel 39 festgeklemmt ist. Die Welle 38.2 ist mittels zweier Nadellager 45 in einer gehäusefest angeordneten Hülse 59 gelagert. Die Hülse 59 weist eine in radialer Richtung vergrößerte einseitig offene Kammer 60 auf. Die innen liegende quer verlaufende Wand 61 der Kammer 60 fluchtet mit einer Schulter 62 der Welle 38.2 Auf der Welle 38.2 sind im Bereich der Kammer 60 mehrere Scheiben 63 angeordnet, die durch Distanzringe 64 voneinander getrennt sind. Die wellenseitigen Scheiben 63 werden durch eine Schraube 65, einen Druckring 66, die bereits erwähnten Spannringe 58, einen Zwischenring 67 und einen weiteren Zwischenring 68 gegen die Schulter 62 der Welle 38.2 angepreßt, wodurch sie drehfest mit der Welle 38.2 verbunden sind.
Zwischen die wellenseitigen Scheiben 63 greifen mehrere hülsenseitige Schieben 69 ein, die ebenfalls durch Distanzringe 70 voneinander getrennt sind. Die Scheiben 69 werden durch einen Schraubring 71 gegen die Wand 61 der Kammer 60 angepreßt, wodurch sie drehfest mit der Hülse 59 verbunden sind.
Zwischen der Wand 61 und der benachbarten Scheibe 63 und den übrigen nebeneinander aufgereihten Scheiben 63 und 69 sind enge axiale Spalte 72 ausgebildet. Die Kammer 60 und damit auch die Spalte 72 sind mit der zähflüssigen Substanz 24 ausgefüllt. Wegen der besseren Übersichtlichkeit ist auch bei diesem Ausführungsbeispiel in 11 nur ein kleiner Teil der Substanz 24 dargestellt, die ja in Wirklichkeit die Spalte 72 und die übrigen Hohlräume; der Kammer 60 vollständig ausfüllt. Die Kammer 60 ist durch einen O-Ring 73 zwischen dem Schraubring 71 und dem Zwischenring 68 und durch einen O-Ring 74 zwischen der Hülse 59 und der Welle 38.2 abgedichtet.
Beim Betrieb der Nähmaschine findet zwischen den stillstehenden hülsenseitigen Scheiben 69 und den oszillierend bewegten wellenseitigen Scheiben 63 eine Relativbewegung statt. Die Dämpfungsvorrichtung 57 bewirkt, daß hierbei in den Spalten 72 eine viskose Reibung in der zähflüssigen Substanz 24 stattfindet, deren Größe in gleicher Weise wie bei den vorstehend beschriebenen Dämpfungsvorrichtungen 20 und 40 von der Dicke der Spalte 72, der Größe, d. h. in diesem Fall der Summe der Spaltflächen und von der Höhe der Viskosität der Substanz 24 abhängt. Somit bewirkt auch die Dämpfungsvorrichtung 57 eine Dämpfung eventuell auftretender Torsionsschwingungen der Schiebewelle 38.2 und reduziert dadurch die Gefahr des Überschwingens des Stoffschiebers 33.
In 12 ist eine Knopflochnähmaschine schematisch und nur teilweise dargestellt. Deren strichpunktiert dargestelltes Gehäuse 80 besteht aus einer Grundplatte 81, einem Sockel 82 und einem Arm 83, der in einen Kopf 84 übergeht.
Im Arm 83 ist eine auf- und abbewegbare Trägerstange 85 für eine Führung 86 eines Nähguthalters 87 gelagert. Die Führung 86 weist eine im Querschnitt U-förmige Führungsplatte 88 auf, die über zwei Zwischenstücke 89 und eine Trägerplatte 90 an der Trägerstange 85 befestigt ist. An der Unterseite der Führungsplatte 88 ist eine ebene Abschlußplatte 91 angeschraubt, die gemeinsam mit der Führungsplatte 88 einen Führungskanal 92 (14) bildet. Im Führungskanal 92 ist eine in Längsrichtung bewegbare Gleitplatte 93 gelagert. Auf der Oberseite der Gleitplatte 93 ist ein Trägerblock 94 aufgeschraubt, der sich durch eine längliche Aussparung 95 innerhalb der Führungsplatte 88 hindurch nach aufwärts erstreckt.
Am Trägerblock 94 ist ein abgewinkelter Tragarm 96 angeschraubt, der an seinem anderen Ende die Fußplatte 97 des Nähguthalters 87 trägt. Am Trägerblock 94 ist über einen Lagerbolzen 98 eine Antriebsstange 99 angelenkt. Das andere Ende der Antriebsstange 99 ist mit einer Kurbel 100 verbunden, die auf der Welle 101 eines im Gehäuse 80 angeordneten Schrittmotors 102 befestigt ist.
Zwischen der Innenseite der Führungsplatte 88 und Abschlußplatte 91 einerseits und der Gleitplatte 93 andererseits sind enge Spalte 103 vorhanden, die mit einer zähflüssigen Substanz 104 ausgefüllt sind. Da die Führungsplatte 88 und Abschlußplatte 91 gemeinsam mit der Gleitplatte 93 ein Gleitlager bilden, muß in diesem Fall die Substanz 104 also nicht nur eine hohe Viskosität aufweisen und damit zähflüssig sein, sondern sie muß zugleich auch gute Schmiereigenschaften besitzen. Auch hierfür wäre ein Kettenschmierstoff mit hoher Viskosität geeignet.
Zur Abdichtung der Führung 86 ist eine flache Wanne 105 vorgesehen, die die Unterseite der Abschlußplatte 91 und die Seitenwände der Führungsplatte 88 eng umschließt und mittels mehrerer Schrauben 106 an der Führungsplatte 88 befestigt ist. Die Aussparung 95 ist mit Hilfe einer flachen Abdeckplatte 107 abgedichtet, die an dem Trägerblock 94 befestigt ist. An der Oberseite der Gleitplatte 93 sind zwei in Längsrichtung verlaufende flache Ausgleichskanäle 108 ausgebildet. Die Führung 86 bildet gemeinsam mit den mit der zähflüssigen Substanz 104 ausgefüllten Spalten 103 und der Wanne 105 sowie der Abdeckplatte 107 eine Dämpfungsvorrichtung 109.
Die vom Schrittmotor 102 hervorgerufene intermittierende Drehbewegung wird über die Kurbel 100 und die Antriebsstange 99 in eine intermittierende Längsbewegung der Gleitplatte 93 innerhalb der feststehenden Führung 86 übertragen, wodurch der Nähguthalter 87 Vorschubbewegungen entsprechend der geforderten Stichlänge ausführt.
Die Dämpfungsvorrichtung 109 bewirkt, daß bei der intermittierenden Bewegung der Gleitplatte 93 in den Spalten 103 eine viskose Reibung in der zähflüssigen Substanz 104 stattfindet, deren Größe von der Dicke der Spalte 103, der Grioße, d. h. in diesem Fall der Summe der Spaltflächen und von der Höhe der Viskosität der Substanz 104 abhängt. Auf diese Weise vermag die Dämpfungsvorrichtung 109 innerhalb des Antriebszuges zwischen der Welle 101 und der Gleitplatte 93 auftretende Schwingungen zu dämpfen, wodurch ein Überschwingen des Nähguthalters 87 vermieden wird.
Die Ausgleichskanäle 108 dienen hierbei dazu, beim Bewegen der Gleitplatte 93 einen Druckausgleich der in der Führung 86 eingeschlossenen Luft zu ermöglichen. Ferner soll in den Endstellungen der Gleitplatte 93 die aus den Spalten 103 ausgetretene Substanz 104 in die Ausgleichskanäle 108 gedrückt und von dort wieder in den oberen Spalt 103 zurückgeführt werden. Dadurch soll eine gleichmäßige Verteilung der zähflüssigen Substanz 104 in allen vier Spalten 103 ermöglicht werden.

Claims

Nähmaschine mit – einem Gehäuse (1), – oszillierend oder intermittierend bewegten Stichbilde- und Vorschubmitteln (10, 33), – je einer innerhalb des Gehäuses (1) gelagerten, mit den Stichkiilde- und Vorschubmitteln (10, 33) verbundenen oszillierend angetriebenen Welle ( 15, 38), – wenigstens einer gehäusefest angeordneten langgestreckten Hülse (21, 41), die eine der oszillierend angetriebenen Wellen (15, 38) umgibt, – einem zwischen der Hülse (21, 41) und der Welle (15, 38) ausgebildeten schmalen, großflächigen Spalt (23, 43; 51), – einer den Spalt (23, 43; 51) ausfüllenden zähflüssigen Substanz (24) und – Dichtungselementen (25, 44) zum Verschließen des Spaltes (23, 43; 51).
Nähmaschine nach Anspruch 1, mit einer pendelnd gelagerten Nadelstange (11) und einem Schwingantrieb (17, 18), der über eine im Gehäusearm (4) gelagerte Welle (15) mit einem Nadelstangenpendel (10) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der schwingungsmäßig zu dämpfenden oszillierenden Welle um die zum Antrieb des Nadelstangenpendels (10) dienende Welle (15) handelt, und daß sich die Hülse (21) über die größtmögliche Distanz innerhalb des Gehäusearmes (4) erstreckt.
Nähmaschine nach Anspruch 1 oder 2, die als Vorschubmittel einen auf einem Stoffschieber-Tragbalken (34) angeordneten Stoffschieber (33) aufweist, der über eine Hebewelle (31) und eine oszillierend angetriebene Schiebewelle (38) Viereckbewegungen ausführt, wobei ein Stichsteller (36) über ein Abtriebsglied (37) mit der Schiebewelle (38) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der schwingungsmäßig zu dämpfenden oszillierenden Welle um die Schiebewelle (38) handelt und daß sich die Hülse (41) über die größtmögliche Distanz zwischen der Anlenkstelle des Abtriebsgliedes (37) des Stichstellers (36) und der Anlenkstelle einer Kurbel (39) zum Stoffschieber-Tragbalken (34) erstreckt.
Nähmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (21, 41) als Träger für die schwingungsmäßig zu dämpfende oszillierende Welle (15, 38) ausgebildet ist, wobei die Welle (15, 38) über Wälzlager (26, 45) gegenüber der Hülse (21, 41) abgestützt ist.
Nähmaschine nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse als Teil eines langgestreckten Gleitlagers ausgebildet ist, wrobei die zähflüssige Substanz zugleich als Schmiermittel für das Gleitlager dient.
Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die den Spalt (51) bildenden Bauelemente (41, 48) aus Werkstoffen mit unterschiedlichem Temperatur-Ausdehnungskoeffizient hergestellt sind, wodurch sich bei Temperaturanstieg eine Verengung des Spaltes (51) ergibt.
Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5 in Verbindung mit Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Welle (38) und die Hülse (41) aus Stahl bestehen und daß auf der Welle (38) ein Leichtmetallrohr (48) drehfest angeordnet ist.
Nähmaschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Leichtmetallrohr (48.1) mit Hilfe eines quer verlaufenden Stifts (49) und einer Paßfeder (50) auf der Welle (38) befestigt ist und daß zwischen der Außenseite des Leichtmetallrohres (48.1) und der Hülse (41) ein aktiver Spalt (51) und zwischen der Innenseite des Leichtmetallrohres (48.1) und der Welle (38) ein passiver Spalt (52) ausgebildet ist und daß die Spalte (51, 52) durch Querbohrungen (53) miteinander verbunden sind.
Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, daß die Welle (38.1) eine Längsbohrung (54) aufweist, die durch einen als Rückschlagventil wirkenden Schmiernippel (56) verschlossen ist und durch wenigstens eine Querbohrung (55) mit dem Spalt (43) in Verbindung steht.
Nähmaschine mit – einem Gehäuse, – oszillierend oder intermittierend bewegten Stichbilde- und Vorschubmitteln, – wenigstens einer innerhalb des Gehäuses gelagerten, mit den Stichbilde- und Vorschubmitteln verbundenen oszillierend angetriebenen Welle (38.2), – wenigstens einer gehäusefest angeordneten Hülse (59), die die wenigstens eine oszillierend angetriebene Welle (38.2) umgibt, wobei in einer radial vergrößerten Kammer (60) der Hülse (5f)) wenigstens eine mit der Welle (38.2) drehfest verbundene Scheibe (63) angeordnet ist, – einem zwischen der Kammer (60) und der Scheibe (63) ausgebildeten schmalen, großflächigen axialen Spalt, – einer den Spalt und die Kammer (60) ausfüllenden zähflüssigen Substanz (24) und – Dichtungselementen (73, 74) zum Verschließen des Spaltes und der Kammer (60).
Nähmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere durch Distanzringe (64) voneinander getrennte wellenseitige Scheiben (63) mittels einer Schraube (65) gegen eine Schulter (62) der Welle (38.2) verspannt sind und daß eine entsprechende Anzahl von ebenfalls durch Distanzringe (70) voneinander getrennten hülsenseitigen Scheiben (69), die zwischen die wellenseitigen Scheiben (63) eingreifen, mittels eines Schraubringes (71) gegen eine Wand (61) der Kammer (60) angepreßt sind.
Nähmaschine mit – einem Gehäuse (80), – oszillierend oder intermittierend bewegten Stichbilde- und Vorschubmitteln, – einem innerhalb oder außerhalb des Gehäuses (80) gelagerten, mit den Stichbilde- und Vorschubmitteln (87) verbundenen intermittierend angetriebenen Schlitten (93), – einem gehäusefest angeordneten Führungskasten (86), der den intermittierend angetriebenen Schlitten (93) umgibt, mindestens einem zwischen dem Führungskasten (86) und dem Schlitten (93) ausgebildeten schmalen, großflächigen Spalt (103), – einer den Spalt (103) ausfüllenden zähflüssigen Substanz (104) und – Dichtungselementen (105, 107) zum Verschließen des Spaltes (103).