-
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.