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Elektrisch betriebene automatische Nähmaschine Die Erfindung betrifft
eine elektrisch betriebene, nach einem vorgegebenen Nahtverlauf automatisch gesteuerte
Nähmaschine, deren Stichbildewerkzeuge aus einer im Nähkopf untergebrachten
Stoffdrückerstange mit Stoffdrückerfuß und einer durch eine Armwelle angetriebene
Nadelstange mit Nadel über dem Werkstück sowie einem Greifer unter dem Werkstück
bestehen. Bedingt durch den Mangel an Arbeitskräften und das Streben, die lohnintensive
Fertigung einzuschränken, findet die Automation in der Textilindustrie, insbesondere
auch in der Nähtechnik, immer mehr Eingang. So ist bereits in der Wäschekonfektion
die Einrichtung einer Transferstraße. bekannt. Die dazu verwendeten elektrisch betriebenen
Nähmaschinen arbeiten dabei meist mit selbsttätiger Steuerung des Vorschubes in
vorwählbarer Folge mit Zählwerken und Programmgebern. Bei solchen Gruppenstichnähmaschinen,
bei denen das Werkstück relativ zwischen Stichbildewerkzeugen durch eine selbsttätige
Vorschubsteuerung bewegt wird, wird zwischen den einzelnen Bearbeitungsvorgängen
in beliebig, verwählbarer Folge der Vorschub in Anzahl und Entfernung der Bewegungen
festgelegt und die Nähmaschine nach Ablauf des vorgewählten Programms außer Betrieb
gesetzt. Es wird dazu ein Zählwerk, ein von zwangsmäßig bewegten Teilen der Nähmaschine
gesteuerter Impulsgeber und ein dem Zählwerk vorgeschalteter Auswahlschalter verwendet.
Das Zählwerk ist dabei mit elektronischen dekadischen Zählstufen ausgerüstet, und
der diesem vorgeschaltete Auswahlschalter ist als Programmwalze ausgebildet, die
durch ein elektrisches oder mechanisches, vom Zählwerk gesteuertes Schaltwerk weitergeschaltet
wird. Als Impulsgeber für das Zählwerk ist eine von einem Lichtsender unter Zwischenschaltung
von einer von zwangläufig bewegten Teilen der Vorschubeinrichtung der Nähanlage
gesteuerten Lochscheibe beaufschlagte lichtelektrische Zelle vorgesehen, Diese Nähmaschine
erlaubt also ein automatisches Nähen mit einer Maschine, bei der der Nähkopf
stationär
angeordnet ist, das Werkstück sich in einer ganz bestimmten, vorgegebenen Art bewegt
und gleichzeitig die Halte- und Laufzeiten der Maschine mit dem Vorschub zusammen
gesteuert werden. Die Maschine absolviert dieses auf der Programmwalze gespeicherte
Programm, indem ständig während der Arbeitszeit Impulse ausgelöst werden, die größtenteils
über Servomotoren mechanisch das Werkstück in zwei Richtungen schrittweise vorschieben
und andererseits den Antrieb für die Bewegungen der Näh-
nadel ein- und ausschalten.
Neben diesen bekannten Maschinen gibt es noch weitere Ausführungen für die automatische
Steuerung der Bewegung des Arbeitstisches. So näht z. B. eine Maschine automatisch
Taschen an Jacketts an. Alle diese Steuerungen beruhen auf Speicherung und
Ab-
gabe elektrischer Impulse mittels Walzenschaltwerk und Relais, die entsprechende
Bewegungen über Kupplungen und Kurvenscheiben auslösen.
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So ist eine Nähmaschine für hohe Betriebs- und Einstellgeschwindigkeit
konstruiert worden, die nach dem Abschalten eine der Nähmaschinentriebwerkswellen
in vorbestimmten Lagen einstellt und in diesen Lagen anhält, wobei der antreibende
Elektromotor elektronisch geregelt und gesteuert wird.
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Schließlich ist auch eine elektrische Taststeuerung für selbsttätig
arbeitende Nähmaschinenstraßen versucht worden, bei der ein Taster an einer Schablone
entlangfährt und dabei elektrische Steuerimpulse auslöst, die den Stoffvorschub
durch elektrische Motore, die die Relativbewegung zwischen Nähkopf und Werksttick
bewirken, so lenken sollen, daß die Maschine die gewünschten Nähte herstellt.
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Bekannt sind in der Praxis auch seit langem Panthographenführungen
für Strickrahmen zur übertragung eines Musters von einer Schablone auf das Werkstück.
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Bei den bekannten Nähmaschinen dieser Art handelt es sich um außerordentlich
kostspielige Einrichtungen, bei denen die elektrische Programmierung zeitraubend
und aufwendig ist oder bei denen die Schablonenherstellung und Panthographenübertragung
zum
Nähkopf kinematische Schwierigkeiten mit sich bringt und die Anordnungsmöglichkeiten
der zu nähenden Bahn auf einen kleinen Bereich beschränkt.
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Demgegenüber sieht die Erfindung vor, daß an der Nähmaschine elektrische
Taster zum Abtasten einer auf dem Werkstück entlang dem Nahtverlauf aufgebrachten
stromleitenden Bahn vorgesehen sind, die schaltungsgemäß über Relais mit elektrischen
Motoren verbunden sind, welche einmal die nach dem Nahtverlauf gesteuerte Relativbewegung
zwischen Nähkopf und Werkstück bewirken und zum andern die Stichbildewerkzeuge
antreiben. Auf diese Weise entfallen sämtliche Programmierungsschwierigkeiten. Die
stromleitende Bahn kann in jeder beliebigen Anordnung auf das Werkstück z. B. aufgedruckt
oder aufgestempelt werden. Die Umstellungszeiten an der Nähmaschine entfallen vollständig,
denn die Näh-
maschine folgt automatisch jeder aufgezeichneten Bahn.
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Durch diese Anordnung können Nähtransferstraßen nicht nur für geradlinige
Nähbahnen, sondern für jede beliebige Bahn auch bei kleinen Stückzahlen ge# baut
werden.
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Vorzugsweise können die im Bereich der Nadelstange angeordneten und
den Stoffdrückerfuß durchdringenden elektrischen Taster, in Nährichtung gesehen,
aus zwei vor der Nadel links und rechts von ihr angeordneten Bahntastern, einem
unmittelbar vor der Nadel befindlichen Nähtaster und zwei etwa in Höhe der Nadel
im Abstand links und rechts von ihr angeordneten Wendetastem bestehen. Die Bahntaster
halten bei der Relativbewegung zwischen Näh-
kopf und Werkstück die Nähnadel
auf der zu nähenden Bahn, der Nähtaster löst bei Kontaktgabe auf der Bahn die Bewegung
der Nähnadel aus, und die Wendetaster treten insbesondere dann in Tätigkeit, wenn
in der Bahn scharfe Krümmungen, insbesondere ,Ecken im rechten oder gar spitzen
Winkel, auftreten.
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Tastorgane, die bei Berührung einer den Strom leitenden Bahn Kontakt
geben, sind bekannt und dienen z. B. bei der automatischen Herstellung von Schnittmustern
dazu, einen Modellstreifen abzutasten und bei Kontaktgabe die Bewegung von Stempeln
auszulösen, die insgesamt einen zusammenhängenden Stanzschnitt erzeugen. Die Tastorgane
sind stabförmige Gebilde und bestehen jeweils aus einer als Rohr ausgebildeten Tülle
und einem in der Mitte der Tülle angeordneten, beweglichen, gut gegen diese isolierten
Taststift. Tülle und Taststift, die mit den Steuerorganen elektrisch verbunden sind,
geben Kontakt, sobald beide die stromleitende Bahn berühren.
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Da die Naht insbesondere auf der Unterseite des Werkstückes kein sauberes
Aussehen erhält, sobald der Nahtverlauf zur Längserstreckung des Stoffdrückerfaßes
einen größeren Winkel bildet, ist es entgegen der Anordnung bei bekannten Nähmaschinen
besonders vorteilhaft, daß das Werkstück während der Bearbeitung stationär angeordnet
ist und der Nähkopf sich entlang der auf dem Werkstück aufgebrachten Bahn bewegt.
Hierzu ist bei der Näh-
maschine, deren Nähkopf in bekannter Weise
an beliebigen Punkten eines auf dem Tisch aufgespannten ' Werkstückes durch
eine längs und eine senkrecht dazu angeordnete Querspindel, die motorisch angetrieben
werden, bewegbar ist, die Anordnung so getroffen, daß die Längsspindel zusammen
mit oberen, den Nähkopf tragenden Tragarmen einen in einem Führungsbett des
Grundgestelles gleitenden Schlitten durchdringen und dieser Schlitten durch die
im Grundgestell gelagerte Querspindel bewegbar ist. Die Spindeln, die sehr feinfühlig
arbeiten müssen, sind zweckmäßig mit Feingewinde versehen und sind mit möglichst
kleiner Reibungsleistung gelagert. Da die Beschleunigungen hohe Werte erreichen,
ist darauf zu achten, daß die Massen, ohne an Stabilität zu verlieren oder Schwingungserscheinungen
zu begünstigen, möglichst klein bleiben.
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Die Längsspindel und die oberen Traganne können mit einem Gehäuse
verbunden sein, in dem in zur Längsspindel axialer Richtung der die Stichbildewerkzeuge
antreibende Nähmotor und seitlich versetzt der die Längsspindel bewegende SteUmotor
untergebracht sind. Ferner kann der das Gehäuse mit dem unteren Tragarin verbindende
vertikale Teil aus zwei gegeneinander verschiebbaren und verdrehbaren Teilen bestehen.
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Die Höhenverstellbarkeit des unteren Tragarmes dient dazu, nach Beendigung
des Nähvorganges den Arbeitstisch freizugeben, ohne den Rahmen des Tisches, auf
den das Werkstück aufgespannt ist, zu berühren. Zweckmäßig kann die Längsspindel
als Hohlspindel ausgebildet sein und die die Nadelstange antreibende Arrawelle in
sich aufnehmen.
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Da, wie bereits erwähnt, die Stichbildewerkzeuge zur Erzielung einer
einwandfreien Nähnaht sich stets in gleicher Stellung zur Bahn befinden müssen,
werden die die oberen und unteren Stichbildewerkzeuge aufnehmenden Gehäuse in an
sich bekannter Weise um eine zur Nadelstange gleichachsige Achse drehbar in den
Tragarmen gelagert und tragen an ihrem Umfang Zahnkränze, die über Wellen und Zahnräder
formschlüssig miteinander verbunden sind. Zum Antrieb der Nadelstange bzw. des Greifers
kann die obere bzw. die untere Armwelle je ein in der Drehachse der Drehgehäuse
gelagertes Tellerrad antreiben, von denen das Drehmoment über weitere Zahnräder
und eine in den Drehgehäusen gelagerte Hilfswelle auf die Stichbildewerkzeuge übertragen
wird.
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Der Nähkopf und das Drehgehäuse bewegen sich fortwährend entlang
der auf dem Werkstück aufgezeichneten Bahn. Die Stichbildewerkzeuge dagegen müssen
vom Augenblick des Nadeleinstiches bis zum Zeitpunkt des Verlassens des Nähgutes
durch die Nadel ihre Bahnbewegung unterbrechen und ortsfest an der Einstichstelle
verharren. Deshalb ist vorgesehen, daß die Hilfswellen in den Drehgehäusen und in
den zu den Drehgehäusen ortsfest auf ihr sitzenden Zahnräder axial verschiebbar
sind. Gleichzeitig können die Stoffdrückerstange und die Nadelstange in an sich
bekannter Weise in einem Rahmen gelagert sein, und es können in den Drehgehäusen
Führungen vorgesehen sein, in welchen der Rahmen bzw. der Greifer in Nährichtung
bewegbar geführt ist. Die relativ zum Drehgehäuse beweglichen Stichbildewerkzeuge
müssen ihren Bahnrückstand durch das Verharren an der Einstichstelle wieder aufholen,
sobald sich die Nadel außerhalb des Werkstückes be-
findet. Zu diesem Zweck
werden der Rahmen bzw. der Greifer durch von den Hilfswellen über Getriebe angetriebene
Exzenter bewegt. Die äußere Form, also der Umfang der Exzenter, und ihre Drehzahl
sind dabei dem Bewegungsablauf der Maschine angepaßt. Zur Steuerung des Drehgehäuses
kann ein Einstellmotor vorgesehen sein, der die Drehgehäuse in Ab-
hängigkeit
von der Stellung der Bahntaster oder Wendetaster zur Bahn verdreht. Andererseits
kann
die Stellung des oberen Drehgehäuses die Drehzahl und die Umlaufrichtung
der Stellmotoren für die Längs- und die Querspindel steuern, so daß die Geschwindigkeit,
mit der sich der Nähkopf auf der Bahn bewegt, und damit auch die Stichlänge
konstant ist. Die Steuerung erfolgt dadurch, daß am oberen Drehgehäuse fest mindestens
ein Widerstandsarin angebracht ist, der auf am Nähkopf befestigten, als Potentiometer
ausgebildeten Steuerscheiben Widerstände einsteht, die die Drehzahl der Stellmotoren
beeinflussen. Diesen Widerständen kann ein Regelwiderstand überlagert sein, dessen
Einstellung die Stichlänge der Nadel durch die Einstellung der Bahngeschwindigkeit
im Verhältnis zur Stichdrehzahl bestimmt.
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Die Beeinflussung der Drehzahl der Stellmotoren durch die Steuerscheiben
kann so erfolgen, daß der jeweilige durch den Widerstandsarm. eingestellte Widerstand
in an sich bekannter Weise über Phasenschieber und Steuerverstärker den Zündimpuls
eines Tyratrons verschiebt und so den Ankerstrom im als Gleichstrommotor ausgebildeten
Stellmotor verändert. Es genügt, daß zwei jeweils mit einem der beiden für die Längs-
und Querbewegung der Spindel verantwortlichen Stellmotoren verbundene Steuerscheiben
vorgesehen sind, die zweckmäßig annähernd halbkreisförmig ausgebildet und so angeordnet
sind, daß die Verbindungslinien durch die Endpunkte jeder Steuerscheibe senkrecht
aufeinander stehen. Durch diese Anordnung wird erreicht, daß die Widerstandswicklung,
die so ausgelegt ist, daß bei allen Einstellungen das Verhältnis der Bahngeschwindigkeit
des Nähkopfes zur Drehzahl des Nähmotors konstant ist, auf beiden Scheiben bei gleicher
Stellung des je-
weiligen Widerstandsarmes gleichgehalten werden kann. Zweckmäßig
kann der Widerstandsarm doppelarinig so ausgebildet sein, daß beim Kontaktgeben
der einen Armhälfte auf der Steuerscheibe der Stehmotor z. B. im Uhrzeigersinn dreht,
und beim Kontaktgeben der anderen Arrnhälfte der Stelknotor im Gegenuhrzeigersinn
dreht. Dies kann durch das Zwischenschalten einer Drehrichtungssteuerung erfolgen,
die im einfachsten Fall aus einem Wendeschalter besteht.
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Da das von Elektromotoren gelieferte Drehmoment im Bereich gegen Null
gehender Drehzahlen unstabil ist, kann ein Untersetzungsgetriebe eingebaut sein.
Um die genannte Unstabilität beim Anlaufen der Motoren auszuschalten, können die
SteRmotoren und der Nähmotor beim Einschalten eines Betriebsschalters, erstere in
Abhängigkeit von der Stellung des Drehgehäuses, unilaufen und Spindeln und die Armwelle
erst dann in Umdrehung versetzen, wenn die Taster über Relais elektromagnetische
Kupplungen zuschalten. Hierbei dreht der von den Bahn- und Wendetastern zu- und
abschaltbare Einstellmotor mit konstanter Drehzahl in einer Richtung, und die Drehrichtung
wird durch eingebaute elektromagnetische Wendekupplungen umgekehrt.
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Der Nähtaster kann sowohl mit der elektromagnetischen Kupplung des
Nähmotors als auch mit den elektromagnetischen Kupplungen der Stellmotoren elektrisch
verbunden sein. Das bedeutet, daß bei seiner Kontaktgabe sowohl die Stichbildewerkzeuge
bewegt als auch der Nähkopf auf der auf dem Werkstück aufgezeichneten Bahn
geführt wird. Sobald der Nähtaster von der Bahn abkommt, hört die
Näh- und die Bahnbewegung auf. Die Nähgeschwindigkeit, die bei modernen bekannten
Nähmaschinen bis zu 6000 Stiche pro Minute erreicht, ist abhängig von der
Nadelart, den Haltekräften des Stoffes für den Faden zur Bildung der Schlinge, die
über den Greifer gezogen wird, und von der Reaktionsgeschwindigkeit der an der Nähmaschine
tätigen Arbeitskraft. Diese Reaktionsgeschwindigkeit kann bei der erfindungsgemäßen
automatischen Näh-
maschine durch den Einsatz entsprechender elektronischer
Elemente verkürzt werden. Die Toleranz der Bahngenauigkeit wird bestimmt durch die
Stärke der aufgezeichneten Bahn, durch den Abstand der Taststifte und deren absolute
Größe und die Reaktionszeit der Schalt- und übertragungsmittel.
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Beim, Aufbau einer Transferstraße mit der automatischen Nähmaschine
ist es zur Vereinfachung anzustreben, daß Bahnanfang und Bahnende auf einer zu einer
der Spindeln parallelen Linie liegen. Dann können am Grundgestell dem Anfangspunkt
und Endpunkt der Nähbahn zugeordnete Anschläge, und am oberen Tragarm in Nähe der
Querspindel weitere An-
schläge angeordnet werden, die bei Kontaktgabe über
Servomotoren den unteren Tragarm absenken und ausschwenken und über einen Lüfternocken
die Stoffdrückerstange anheben. Anschließend wird der Transportwagen, auf dem in
an sich bekannter Weise das Werkstück durch Haltemagnete aufgespannt sein kann,
zur nächsten Einheit weiterbefördert, und die Stichbildewerkzeuge laufen senkrecht
zur ruhenden Spindel in die Ausgangsstellung zurück. Der dort angebrachte Anschlag
löst dann den Nähvorgang auf dem nächsten, in der Zwischenzeit* eingetroffenen Werkstück
aus. In der Transferstraße können Wende-und Umlegeeinrichtungen vorgesehen sein,
so daß das Werkstück am Ende der Straße fertiggenäht vom Transportwagen abnehmbar
ist.
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Neben der beschriebenen Ausführungsform, bei der sich der
Nähkopf entlang der vorgezeichneten Bahn auf dem Nähgut, das auf dem feststehenden
Arbeitstisch aufgespannt ist, bewegt, ist eine zweite Ausführungsform denkbar, bei
der der Arbeitstisch und mit ihm die zu nähenden Stoffteile so unter dem feststehenden
Nähkopf bewegt werden, daß die aufgezeichnete Bahn unter der Nadel weggleitet.
Dabei sind dann die Stichbildewerkzeuge in an sich bekannter Weise stationär angeordnet,
und auf dem Transportwagen kann sich ein drehbarer, z. B. kreisrunder Einsatz befinden,
auf dem das Werkstück festgespannt ist. Während des Arbeitsvorganges wird der Einsatz
durch von den Tastmitteln gesteuerten Motoren so gedreht bzw. verschoben, daß das
Werkstück entlang der aufgebrachten Bahn zwischen den Stichbildewerkzeugen in der
Längsrichtung des Nähfußes hindurchläuft.
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Die Zeichnung veranschaulicht die Erfindung beispielsweise in einer
Ausführungsform des Gegenstandes derselben, und zwar zeigt in schematischer Darstellung
Fig. 1 die Ansicht einer Nähmaschine mit sich entlang der Bahn auf dem feststehenden
Werkstück bewegenden Stichbildewerkzeugen von vom, Fig. 2 einen Schnitt durch die
Nähmaschine gemäß der Linie II-11 in Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht
auf die Nähmaschine, Fig. 4 einen Schnitt in größerem Maßstab durch die Stichbildewerkzeuge,
Fig. 5 ein Schaltbild der elektrischen Anlage für die Nähmaschine,
Fig.
6 die Tastmittel im Stoffdrückerfuß und den Stoffdrückerfuß in verschiedenen
Stellungen auf verschieden ausgebildeten Bahnteilen.
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Mit 1 ist das Grundgestell der Maschine mit Maschinenfüßen.
2 und einem Führungsbett 3 bezeichnet. An seinem einen Ende befindet sich
ein Gehäuseaufbau 4 für die Aufnahme eines Stellmotors 5 zum Antrieb einer
Querspindel 6, die am anderen Ende des Grundgestelles 1 in einem weiteren
Aufbau 7 gelagert ist. Im Führungsbett 3 ist in entsprechenden Ausnehraungen
8 ein Schlitten 9 gleitend oder auf Rollen gelagert geführt, der durch
die mit einem Feingewinde versehene Querspindel 6 bewegt wird. Der Schlitten
9 wird von einer senkrecht zur Querspindel 6
und unterhalb dieser angeordneten
Längsspindel 10
durchdrungen. Auch diese Spindel trägt ein Feingewinde und
wird über ein Zahnrad 11 von einem weiteren Stellmotor 12 angetrieben. Sie
ist hohl ausgebildet, so daß eine vom Nähmotor 13 in Umdrehung versetzte
Armwelle 14 die in einem Nähkopf 15 sitzenden Stichbildewerkzeuge antreiben
kann. Der Nähkopf 15 ist durch zwei obere Tragarme 16 im Schlitten
9 geführt, die in ein die Elektromotoren 12, 13 umgebendes Gehäuse
17 auslaufen. Senkrecht nach unten schließt sich an dieses Gehäuse
17 ein senkrechter, die Ständerwelle 18 umgebender, aus zwei gegeneinander
verschiebbaren und verdrehbaren Stücken gebildeter Teil 19 an, dessen unteres
Stück hydraulisch in axialer Richtung auf und ab bewegbar ist wie die ebenfalls
zweigeteilte Ständerwelle 18 selbst. An diesen Teil 19 schließt sich
parallel zur Längsspindel 10 laufend ein unterer, hohler Tragarm 20 an, der
die Greiferwelle 21 aufnimmt. Am Ende der Greiferwelle 21 sitzt unterhalb des Nähkopfes
15 der Greifer mit der Spulenkapsel, der über ein Annwellenkegelrad 22, ein
oberes und unteres Ständeerwellenkegelrad 23 und ein Greifexwellenkegekad
24 bewegt wird.
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Das Werkstück 25 ist auf einem Nähtisch 26 z. B. mittels
Haltemagnete 27 aufspannbar. Der Nähtisch 26 liegt auf vier durch
Winkeleisen 28 miteinander verbundene Tischständer 29 auf. Durch die
Anordnung von Rollen 30, die z. B. auf Schienen laufen, bildet die Einheit
einen Transportwagen 31, der nach Beendigung des Nähvorganges selbständig
zur nächsten Nähmaschine läuft, sofern die Maschinen zur Bildung einer Transferstraße
verwendet werden. Vor dem Weitertransport verursacht ein Anschlag 32 am Grundgestell
1 durch einen Anschlag 33 am Schlitten 9
das Absenken und Verdrehen
der Ständerwelle 18
und des Tragarmes 20, so daß der Transportwagen
31 ungehindert zur nächsten Station rollen kann. Aus diesem Grunde ist auch
das Winkeleisen 28 mit Ausschnitten 37 versehen. Durch die Anordnung
der beiden senkrecht zueinander stehenden Spindeln 6,
10 kann von den
Stichbildewerkzeugen jeder Punkt des Nähtisches 26 erreicht werden, und die
auf dera Werkstück 25 aufgezeichnete Bahn 34, die den Nahtverlauf angibt,
kann jede beliebige Form aufweisen. Es ist allerdings zweckmäßig, wenn der
Anfangs- und Endpunkt 35, 36 der Nähbahn 34 auf einer zu einer der beiden
Spindeln 6, 10 parallelen Linie liegen. In
diesem Fall kann am Ende
des Nähvorganges durch die Anschläge 32 bzw. 38 und die Betätigung
nur eines der Stellmotoren 5, 12 der Nähkopf 15 in die Ausgangslage
gebracht und durch den anderen Anschlag 38 bzw. 32 erneut in Betriebsstellung
gebracht werden. Der mit den oberen Tragarmen 16 und der Längsspindel
10 verbundene Nähkopf 15 bildet eine Glocke, in deren Achse eine Hauptspindel
39 sitzt. Diese dient der Lagerung eines Tellerrades 40 und eines oberen
Drehgehäuses 41, das auch durch einen über Stege 42 getragenen Lagerring 43 geführt
ist. In ihm befinden sich neben den Antriebsmitteln für die Stichbildewerkzeuge
eine Stoffdrückerstange 44 und eine Nadelstange 45, die beide in einem Rahmen 46
gelagert sind. An einem Ausleger 47 und in einem weiteren Ausleger 48 der Stoffdrückerstange
44 sind die Tastmittel, nämlich die Bahntaster 49, der Nähtaster 50
und die
Wendetaster 51, beweglich geführt und durch Federn 52 leicht gegen das Werkstück
25 gedrückt. Die Taster werden durch Ansätze 53 mitgenommen, wen ein
am Drehgehäuse 41 beweglicher, von den Anschlägen 32, 38 steuerbarer Lüftemocken
54 die Stoffdrückerstange 44 anhebt. Zwischen Stoffdrückerstange 44 und Rahmen 46
ist in üblicher Weise eine Stoffdrückerfeder 55 angeordnet.
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Während der Bewegung des Nähkopfes 15 entlang der aufgezeichneten
Bahn 34 auf dem Werkstück 25
muß sich das Drehgehäuse 41 bei gekrümmter Bahn
stets so drehen, daß der Stoffdrückerfuß 56 tangential zur Nähbahn liegt.
Gleichzeitig dürfen die Stichbildewerkzeuge während des Einstiches der Nadel
57 keine Ortsveränderung erfahren. Die Nadelstange 45, die in dem Rahmen
46 in einer oberen, 58, und in einer unteren Nadelstangenbuchse 58a geführt
ist, wird von der Arinwelle 14 über das Tcllerrad 40 angetrieben. Ein Abtriebskegelrad
60 treibt ein Stimfäderpaar 61, 62, wobei das letztere auf einer Hilfsannwelle
63 sitzt, die in dem Drehgehäuse, axial verschiebbar, in dem Rahmen 46 in
axialer Richtung unverschiebbar gelagert ist. Das Stirnrad 62 und auch ein
weiteres Stirnrad 64 für den Antrieb von als Doppelnocken 65 ausgebildeten
Exzentern, die eine Relativbewegung des Rahmens 46 gegenüber dem Drehgehäuse 41
nur dann bewirken, wenn sich die Nadel 57 außerhalb des Werkstückes
25 befindet, sind in axialer Richtung verschiebbar auf der Hilfsarmwelle
63 gelagert. Diese treibt nun -unabhängig von der jeweiligen Stellung des
oberen Drehgehäuses 41 über eine Hilfsarmwellenkurbel 66, einen Lenker
67
und einen Nadelstangenkloben 68 die Nadelstange 45 an. Die Ausbildung
der Doppelnocken 65 und deren durch ein Kegelradgetriebe 69 bestimmte
Drehzahl ist so gewählt, daß bei konstanter Bahngeschwindigkeit des Nähkopfes
15 die Stichbildewerkzeuge immer während des Nadeleinstiches ortsfest bieiben
und in der übrigen Zeit durch beschleunigte Vorwärtsbewegung den Rückstand wieder
einholen. In der Zeit des Nadeleinstiches werden die Doppelnocken 65 in axialer
Richtung so verschoben, daß sie in einer Ausnehmung 70 des Rahmens 46 verschwinden,
wodurch der Rahmen 46 mit den darin gelagerten Stichbildewerkzeugen relativ zum
Werkstück 25 stillsteht. Der Rahmen 46 ist in einer oberen und in einer unteren
Führungsbahn 71, 72, die mit dem Drehgehäuse 41 einstückig ausgebildet sein
können, leichtjängig gelagert. Das Drehgehäuse 41 selbst ist im Bereich der Ausleger
47, 48 mit einer Ausnehmung 73 versehen, um der Relativbewegung zwischen
Drehgehäuse 41 und den Stichbildewerkzeugen nicht hinderlich zu sein.
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Die Drehbewegung des Drehgehäuses 41 wird durch -einen Einstellmotor
74 ausgelöst, der über Magnetwendekuppplungen 75 und ein Stirnrad
76 an
einem Zahnkranz 77 am Drehgehäuse 41 eingreift.
Andererseits sind am Drehgehäuse 41 Arme 78 angebracht, die auf zwei halbkreisförmigen,
als Potentiometer ausgebildeten Steuerscheiben 79, 80 entsprechende, die
Bahnrichtung bestimmende Widerstände zuschalten.
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Zur Erzielung einer ordnungsgemäßen Stichbildung muß auch der Greifer
im Greifergehäuse 81 in vollständig kongruenter Weise mit den oberen Stichbildewerkzeugen
mitbewegt werden. Es ist deshalb vorgesehen, daß einmal vom Einstellmotor 74 über
ein Zahnrad 82, eine im Nähkopf 15 gelagerte Vertikalwelle
83, eine obere und untere Lenkwelle 84, 85
und eine untere Vertikalwelle
86 ein unteres Drehgehäuse 87 mit dem Greifer genau wie das obere
Drehgehäuse 41 über den Zahnkranz 77a bewegt wird und daß zum anderen die mit gleicher
Drehzahl wie die Armwelle 14 umlaufende Greiferwelle 21 ihr Drehmoment auf den Greifer
in gleicher Weise überträgt wie die Arinwelle 14 auf die Nadelstange 45, nämlich
über ein Tellerrad 88, Kegelräder 89 und Stimräder 90 mit einer
Hilfsgreiferwelle 91 bei gleichzeitiger Bewegung eines durch ein Kegelradgetriebe
92 angetriebenen Steuernockens 93.
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Im oberen Drehgehäuse 41 ist ein Kasten 94 so angebracht, daß er die
Relativbewegung zwischen den Stichbildewerkzeugen und dem Drehgehäuse 41 nicht hindert.
In bekannter Weise sind an diesem eine Vorspannung 95, ein Fadengeber
96, ein Fadenführungsbügel 97, eine Fadenanzugsfeder 98 und
eine einstellbare Spannvorrichtung 99 angebracht, so daß durch eine Bohrung
100 in der Hauptspindel 39 über eine Rolle 101 laufend Faden
102 mit der richtigen Spannung bei der Stichbildung in der Nadel 57 geführt
ist. Um innerhalb des Nähkopfes 15 Reparaturen ausführen zu können, ist in
diesem ein großes, öffenbares Fenster 103 vorgesehen.
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Der Bewegungsablauf bei der Stichbildung geht genau so vor sich wie
bei den bekannten Näh-
maschinen mit zweimal je Stichbildung umlaufendem
Greifer ohne Brille. Die Nadel 57 sticht bei der ersten Periode in das Werkstück
25, die Fadenanzugsfeder 98 ist in diesem Augenblick zur Ruhe gekommen
und liegt auf. Die Greiferspitze befindet sich in Tiefstellung, etwa 15'
vor der Senkrechten, und der Fadengeber 96 hat kurz vorher mit seiner Abwärtsbewegung
begonnen. Die Nocken 65, 93 schieben bei Beginn der Fadengeberabwärtsbewegung
den Rahmen 46 und den Greifer noch um einen geringen Betrag vor und verschwinden
dann in den Ausnehmungen 70.
In der zweiten Periode hat die Nadel
57 ihre tiefste Stelle erreicht, und die Fadenanzugsfeder 98 ruht.
Die Greiferspitze nähert sich bis auf etwa 45' der Nadel, und der Fadengeber
96 durchläuft das erste Drittel seines Abstieges und gibt losen Faden 102.
Der Stoffdrückerfuß 56 ruht auf dem Werkstück 25, und die Nocken
65, 93 drehen in der Ausnehmung 70 weiter. In der dritten Periode
beginnt die Nadel 57 mit ihrer Aufwärtsbewegung und beendet den Schlingenhub,
wobei die Fadenanzugsfeder 98 immer noch ruh.t. Der Greifer steht nunmehr
mit der Spitze auf der Mitte der Nadel 57, und der Fadengeber 96 bewegt
sich weiter abwärts und gibt Faden. Auch hier befinden sich die Nocken
65, 93 noch innerhalb der Ausnehmungen 70. Bei der vierten Periode
steigt die Nadel 57 rasch aufwärts, Während die Fadenanzugsfeder
98 noch ruht. Der Greifer hat inzwischen die obere Fadenschlinge erfaßt,
er weitet sie und führt sie über das Spulengehäuse hinweg. Der Fadengeber
96
hat mit dem Aufstieg begonnen, und die Nocken 65,
93 sind
aus ihren Ausnehmungen 70 wieder aufgetaucht. In der fünften Periode hat
die Nadel 57 den Aufstieg beendet, während die Fadenanzugsfeder
98
nach wie vor ruht. Dir, Greiferspitze steht etwa 30'
rechts über
der Waagerechten, und der Fadengeber 96 bewegt sich rasch aufwärts, um den
vom Greifer abgeworfenen Faden fortzuziehen. Die Nocken 65, 93
sind zu einer
benachbarten, nicht ausgesparten Stelle verschoben worden. Schließlich hat in der
sechsten Periode zur Vollendung des Stichbildezyklus die Nadel 57 wieder
mit der Abwärtsbewegung begonnen. Die Fadenanzugsfeder 98 ist in Tätigkeit
getreten und hat den Faden gespannt. Die Greiferspitze befindet sich etwa
10' vor der Waagerechten, und der Fadengeber 96 erreicht seine Höchststellung.
Die Nocken 65, 93 bewegen die Stichbildewerkzeuge um die Stichlänge vorwärts.
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Die elektrische Schaltung für die Steuerung der Bewegungsvorgänge
durch die Tastmittel ist aus Fig. 5
ersichtlich. Die Bahntaster 49 arbeiten
auf Relais 104, 105, die über Kontakte 106, 107 Wendekupplungen 75a,
75b des ständig nach der Einrückung des Betriebsschalters 108 umlaufenden
Einstellmotors 74 ab- und zuschalten. Durch die dadurch bewirkte Verdrehung des
Drehgehäuses 41 werden die Arme 78 in eine bestimmte Stellung zu den Steuerscheiben
79, 80 gebracht. Diese so eingestellten Widerstandswerte werden von der Steuerscheibe
79 über einen Phasenschieber 109 und einen Steuerverstärker
110
auf ein Thyratron 111 gegeben, bei dem durch die Verstellung des
Zündimpulses der Ankerstrom des Stellmotors 12 verändert und so eine bestimmte.
Drehzahl eingestellt wird. Dadurch dreht sich die Längsspindel 10 mit einer
vom auf der Steuerscheibe 79
eingestelltenWiderstand abhängigen Drehzahl.
Sobald der dem ersten Arm 78 gegenüberliegende Arm 112 in die Steuerscheibe
79 eingreift, wird durch eine Drehrichtungssteuerung 113 die Drehrichtung
des Stellmotors 12 und damit der Spindel 10 umgedreht. In genau der gleichen
Weise verläuft die Steuerung der Querspindel 6 über die Steuerscheibe
80.
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Sobald der Nähtaster 50 auf der Bahn 34 Kontakt findet, werden
über das Relais 114 die Kupplungen 115, 116 der Stellmotoren 12,
5 und die Nähkupplung 117 eingeschaltet, d. h., die Maschine
näht, und die Stichbildewerkzeuge bewegen sich in einer von der Stellung der Drehgehäuse
41, 87 abhängigen Richtung. Schließlich beaufschlagen die Wendetaster
51 die Relais 118, 119, die wieder mit den Wendekupplungen
75 verbunden sind. An die Relais 104, 105, 114, 118, 119
wird eine von einem Netzgerät 120 abgenommene Steuerspannung angelegt, die Motoren
5, 12, 13, 74 werden mit Gleichstrom gespeist. Die strichpunktierten
Linien stellen die Rückleitungg zum Netz dar, und die gestrichelten Rechtecke geben
die zusammengefaßten Schalteinheiten wieder.
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Um die Bahnverfolgung durch die Tastmittel 49 bis 51 besser
hervorzuheben, wurde in Fig. 6 in vergrößertem Maßstab der Stoffdrückerfuß
56 auf einer gekrümmten, n-üt einer Ecke versehenen Bahn 34 dargestellt.
In der ausgezog genen Lage befindet sich der Stoffdrückerfuß 56 in richtiger
Stellung zur Bahn 34, d. h., der Nähtaster 50 gibt Kontakt. Es wird
bei Bewegung des Fußes 56 in tangentialer Richtung zur Bahn 34 genäht. Schließlich
erreicht der Fuß 56 die gestrichelte Stellung. Da die Bahn 34 nach rechts
gekrümmt
ist, erhält nunmehr der rechte Bahntaster 49a Kontakt und veranlaßt über die Betätigung
des Relais 105 und die Wendekupplung 75a, daß der EinsteUmotor 74 die Drehgehäuse
41, 87, die Stichbildewerkzeuge und damit den Stoffdrückerfuß 56
nach
rechts dreht.
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Die Stellung für die Steuerung bei einer Ecke gibt die strichpunktierte
Darstellung wieder. Die Bahn 34 ist in diesem Fall etwas über die Ecke hinaus um
ein Stück 121 verlängert, während der abzweigende Teil erst nach einer kurzen Unterbrechung
122 einsetzt. Durch diese Unterbrechung läuft z. B. der rechte Bahntaster 49
a ohne Kontaktgabe an dem abzweigenden Teil vorbei. Kurz bevor der Nähtaster
50 über das Stück 121 hinausgelangt, gibt der rechte Wendetaster 51a Kontakt
und verursacht dadurch über das Relais 119 die Ankupplung des Einstellmotors
74. Die in dem Nadelloch 123 geführte Nadel 57 hat die Ecke erreicht.
Die elektrische Steuerschaltung ist dabei so ausgelegt, daß ein einmaliger Impuls
des Wendetasters 51 bei seiner Bahnberührung den EinsteRmotor 74 über die
rechte Wendekupplung 75a so lange ankuppelt, bis der Nähtaster 50, der in
der Zwischenzeit den Nähmotor 13 und die Stellmotoren 5, 12 abgekuppelt
hat, auf dem abzweigenden Teil wieder Kontakt findet. Durch diese Anordnung wird
erreicht, daß saubere und exakte Ecken ausgenäht werden.
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Die Anordnung der Taststifte und deren absolute Größe sind die wichtigsten
Bestimmungsgrößen für die Einhaltung einer bestimmten Toleranz bei der Bahnverfolgang.
Die Wendetaster 51 müssen dem Nähtaster 50 in einem Abstand folgen,
der die Wendetaster 51 zum Einsatz bringt, bevor der Nähtagter
50 die Bahnbewegung abschaltet. Die Bahntaster 49 sind seitlich zueinander
versetzt, damit die zulässige Abweichung in der Bahnbreite eingehalten werden kann.
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Die bei diesem schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel verwendeten
Maschinenelemente können durch dem Fachmann bekannte Bauteile ersetzt sein. So können
z. B. die Querspindel 6 und die Längsspindel 10 durch hydraulisch
oder pneumatisch betriebene Zylinder und Kolben, die Nocken 65, 93
durch Kulissenbahnen
und die elektrischen Schaltelemente durch Transistoren ersetzt werden.