DE19751011C2 - Nähmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Zum Nähen großer, voluminöser Werkstücke, wie Matratzen, Matten, Laminarblöcken oder ähnlichem ist aus DE 34 48 316 C2 eine Nähmaschine bekannt. Hier wird eine Nadel translatorisch durch das Nähgut geführt und, wenn die Nadel das Nähgut durchdrungen hat, mit einem Aufwickelmechanismus ein Faden um die Nadel gelegt, welchen diese übernimmt und an die Nähgutoberseite befördert, um letztlich durch Verschlingung mit den Schlingen vorangegangener Stiche eine Naht zu erzeugen. Damit die Nadel den um sie herum gelegten Faden übernehmen kann, besitzt sie in der Nähe der Spitze eine Ausnehmung, in die der Faden eingeführt und wieder herausgezogen werden kann. Neben dem beträchtlichen konstruktiven und mechanischen Aufwand haftet dieser Nähmaschine vor allem der Mangel an, dass die verarbeitbare Größe des Werkstückes von der Maschine, insbesondere vom Maschinengestell begrenzt wird.

Aus DE 41 02 840 C1 ist eine andere Nähmaschine bekannt, die mit einem Manipulator in Form eines Roboterarmes entlang der vorgesehenen Naht zweier oder mehrerer das Werkstück bildende zu verbindender Zuschnitteile geführt wird. Hier ist durch die Nähmaschine zwar keine Einschränkung der Größe des Werkstückes gegeben, aber die Naht kann nur in unmittelbarer Nähe der Schnittkante der Zuschnitte erzeugt werden, da die Maschine nur über einen geringen Durchgangsraum verfügt.

Weiterhin ist aus US 171 49 28 eine Nähmaschine mit einem Stichbilde­ mechanismus bekannt, die mit zwei Nähnadeln eine einfädige Kettenstichart erzeugt, deren Stiche auf der Nähgutoberseite verkettet sind. Hierzu ist eine der beiden Nadeln an ihrer Spitze mit einer Ausnehmung, durch die der von der anideren Nadel geführte Nähfaden übernommen werden kann, sowie einem speziellen Schließelement ausgestattet. Dadurch ist es mit dieser Nadel möglich, eine zuvor an der Nähgutunterseite übernommene Nähfadenschlinge durch das Nähgut hindurch nach oben zu ziehen. Voraussetzung hierfür ist das an dieser Nadel angebrachte Schließelement, welches in bestimmten Phasen der Stichbildung geöffnet, in anderen Phasen jedoch geschlossen sein muss. Dieses Öffnen und. Schließen übernehmen zwei Stiele, die relativ zu der mit dem Schließelement versehenen Nadel so positioniert sind, dass infolge der Relativbewegung zwischen den Stielen und besagter Nadel ein sicheres Öffnen und Schließen der Nadel gegeben ist. Hierzu ist es notwendig, einen dieser Stiele auf der Nähgutoberseite und den anderen auf der Nähgutunterseite anzuordnen. Nachteilig an dieser Nähmaschine ist die Notwendigkeit, die für die Stichbildung notwendigen Elemente sowohl auf der Nähgutoberseite als auch in Form mindestens eines Stieles auf der Nähgutunterseite anzuordnen, was in jedem Fall den Zugang des Nähgutes von beiden Seiten erfordert. Da der an der Nähgutunterseite angeordnete Stiel mit den übrigen Elementen der Nähmaschine über das Gestell verbunden ist, haftet dieser Maschine ebenfalls der Nachteil an, dass die Größe des zu vernähenden Werkstückes durch den Durchgangsraum des Gestelles begrenzt ist.

Darüber hinaus sind Nähmaschinen bekannt, die aus zwei getrennten Komponenten bestehen. Die erste Komponente besteht hierbei im wesentlichen aus den Bau- bzw. Funktionsgruppen Nadelantrieb, Stoffdrückerantrieb und Fadengeberantrieb, während die zweite Komponente im wesentlichen einen Greiferantrieb aufweist. Während sich die erste Komponente auf der Werkstückoberseite befindet, arbeitet die zweite Komponente auf der Werkstückunterseite. Die beiden Komponenten der Nähmaschine werden von je einem Antrieb angetrieben. Zum Betrieb dieser zwei Komponenten ist eine aufwendige elektronische Steuerung erforderlich, deren Aufgabe es ist, zum einen die beiden Antriebe der Maschinenkomponenten in der Art zu synchronisieren, dass das Zusammenwirken der beiden Komponenten zu einer erfolgreichen Stichbildung führt, und zum anderen die Einrichtungen zu steuern, die die beiden Komponenten der Maschine positionieren, so dass die Relativstellung der einen Maschinenkomponente zur anderen praktisch zu jedem Zeitpunkt konstant ist. Mit derartigen Nähmaschine können praktisch Werkstücke beliebiger Größe vernäht werden, da die beiden Komponenten mechanisch nicht starr miteinander verbunden sind und keinen die Dimension der Werkstücke einschränkenden Bauraum aufweisen. Nachteilig bei diesen Maschinen ist der Umstand, dass nur ebene Werkstücke vernäht werden können, da es nicht möglich ist, mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand die beiden Komponenten im dreidimensionalen Raum so genau zu positionieren, dass ein erfolgreiches Zusammenwirken der beiden Komponenten und damit eine qualitätsgerechte Nahtbildung bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit möglich ist.

Ziel der Erfindung ist es, eine Nähmaschine zu schaffen, die die genannten Nachteile beseitigt. Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.

Die erfindungsgemäße Nähmaschine bietet den Vorteil, dass deren Einsatzfähigkeit nicht von der Größe der zu verarbeitenden Werkstücke eingeschränkt wird und dass sie bei hoher Arbeitsgeschwindigkeit an beliebigen Stellen dreidimensional ausgebildeter, z. B. wannenförmiger Werkstücke Nähte erzeugen kann.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen 2 und 3 wiedergegeben.

Insbesondere hat der Antrieb des Fängers von der Nähgutoberseite aus den Vorteil, dass die Nähmaschine keine Bauteile, Baugruppen oder sonstige Elemente, die den Nähfaden oder das Werkstück von der Werkstückunterseite aus manipulieren oder selbst von der Werkstückunterseite aus angetrieben werden, besitzt. Dies hat zur Folge, dass sich alle notwendigen Bauteile und Baugruppen der Nähmaschine auf der gleichen Seite des Werkstückes befinden und damit durch die Nähmaschine selbst keinerlei Einschränkungen an Form und Größe des Werkstückes hervorgerufen werden.

Im folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigen

Fig. 1a bis 1g Ansichten, die die Stellung der Stichbildeelemente zeigen und den Mechanismus der Stichentstehung verdeutlichen

Fig. 2 das von der erfindungsgemäßen Nähmaschine erzeugte Nahtbild

Fig. 1a zeigt den Fänger 1, die Nadel 2 mit dem durch das Öhr der Nadel 2 geführten Nähfaden 3 sowie einen Teil des geschnitten dargestellten Werkstückes 4 zu Beginn der Stichbildung. Die Nadel 2 führt eine translatorische Auf- und Abwärtsbewegung entlang der Linie A-B durch und befindet sich in Fig. 1a im oberen Umkehrpunkt dieser Bewegung. Der Fänger 1 führt im wesentlichen eine translatorische Auf- und Abwärtsbewegung entlang der Linie C-D durch. Sowohl die translatorische Bewegung des Fängers 1 als auch die translatorische Bewegung der Nadel 2 werden von Koppelgetrieben erzeugt, die einen gemeinsamen Antrieb besitzen. Dieser Antrieb übernimmt auch die zeitliche Zuordnung dieser beiden translatorischen Bewegungen. Die Zuordnung erfolgt derart, dass die Bewegung der Nadel 2 ihre jeweiligen Umkehrlagen jeweils kurz vor dem Zeitpunkt erreicht, zu dem die Bewegung des Fängers 1 eine Umkehrlage einnimmt.

In Fig. 1b befindet sich die Nadel 2 in ihrem unteren Umkehrpunkt. Durch die Abwärtsbewegung der Nadel 2 ist der Nähfaden 3, der durch das Ohr der Nadel 2 geführt ist, durch das Werkstück 4 hindurch geführt. Bei der nun stattfindenden Aufwärtsbewegung der Nadel 2 bildet der Nähfaden 3 oberhalb des Öhrs der Nadel 2 eine Fadenschlinge 5 (siehe Fig. 1c). Durch diese Fadenschlinge 3 wird die Spitze des Fängers 1, der sich immer noch abwärts bewegt, hindurchgeführt. Die Aufwärtsbewegung der Nadel 2 bewirkt, dass der Nähfaden 3 gestrafft wird, sich um den Schaft des Fängers 1 legt und somit in die Ausnehmung 6 des Fängers 1 gelangt. Bei der Aufwärtsbewegung des Fängers 1 entlang der Linie C-D wird der Nähfaden 3 durch das Werkstück 4 hindurch an die Oberseite des Werkstückes 4 geführt (siehe Fig. 1d). Zu diesem Zeitpunkt befindet sich die Nadel 2 nicht im Werkstück. In dieser Getriebestellung wird die gesamte Maschine um den Betrag der Stichlänge entlang der vorgesehenen Nahtlinie weitergeschoben. Dies geschieht beispielsweise durch die Positionierung der Maschine durch den Arm einer Roboters, an dem diese befestigt ist Nadel 2 und Fänger 1 haben nun ihre Ausgangsstellung, wie in Fig. 1a dargestellt, erreicht. Bei der erneuten Abwärtsbewegung des Fängers 1 wird die vom Fänger 1 an die Oberseite des Werkstückes 4 gezogene Fadenschlinge 5 des Nähfadens 3 durch die Relativbewegung zwischen Fänger 1 und Werkstück 4 in Richtung Einspannkolben 7 des Fängers 1 geschoben und bleibt auf der Oberseite des Werkstückes 4 liegen (siehe Fig. 1e).

Durch Wiederholung der Auf- und Abwärtsbewegung der Nadel 2 entlang der Linie A-B wird schließlich eine weitere Fadenschlinge 8 des Nähfadens 3 ausgebildet, durch welche die Spitze des Fängers 1 geführt wird (siehe Fig. 1f), welche schließlich in die Ausnehmung 6 des Fängers 1 gelangt und durch die Aufwärtsbewegung des Fängers 1 entlang der Linie C-D an die Oberseite des Werkstückes 4 geführt wird. Bei dieser Aufwärtsbewegung des Fängers 1 wird der Fänger 1 zusätzlich zur translatorischen. Bewegung entlang der Linie C-D um seine Längsachse gedreht. Dies geschieht, um zu verhindern, dass die auf der Oberseite des Werkstückes 4 liegende zuerst gebildete Fadenschlinge 5 des Nähfadens 3 erneut in die Ausnehmung 6 des Fängers 1 gelangt. Die weitere Aufwärtsbewegung des Fängers 1 entlang der Linie C-D bewirkt dass die in der Ausnehmung 6 des Fängers 1 befindliche Fadenschlinge 8 des Nähfadens 3 durch die auf der Oberseite des Werkstückes 4 liegende, zuvor gebildete Fadenschlinge 5 des Nähfadens 3 geführt wird. Durch diese Hindurchführung der einen Fadenschlinge 8 durch die zuvor gebildete Fadenschlinge 5 entsteht eine Verkettung des Nähfadens 3.

Wird der soeben beschriebene Vorgang der Auf- und Abwärtsbewegung von Fänger 1 und Nadel 2 sowie dem Weiterführen der gesamten Nähmaschine entlang, der vorgesehenen Nahtrichtung ständig wiederholt, so entsteht dabei pro Zyklus eine neue Verkettung des Nähfadens 3. Die Summe dieser Verkettungen bildet schließlich die Nähnaht. In Fig. 2 ist zur besseren Veranschaulichung das entstehende Nahtbild schematisch dargestellt.

Um zu verhindern, dass das Werkstück durch den Fänger 1 oder die Nadel 2 weggeschoben wird, ohne dass Fänger 1 und Nadel 2 das Werkstück 4 bestimmungsgemäß durchstechen, ist es erforderlich, dass sich das Werkstück 4 auf einem Gegenhalter 9 abstützen kann.

Um wiederum zu verhindern, dass das Werkstück 4 vom Gegenhalter 9 bei der Aufwärtsbewegung von Fänger 1 oder Nadel 2 abhebt, besitzt die erfindungsgemäße Nähmaschine einen Niederhalter, der das Werkstück 4 gegen den Gegenhalter 9 drückt. Diese Funktion des Klemmens des Werkstückes 4 gegen den Gegenhalter 9 muss der Niederhalter mindestens solange ausüben, wie sich der Fänger 1 oder die Nadel 2 im Werkstück 4 befinden und eine Aufwärtsbewegung entlang ihrer vorgesehenen Bewegungsbahn durchführen. In der restlichen Zeit eines jeweiligen Stichbildzyklus kann der Niederhalter von der Oberfläche des Werkstückes 4 abheben und damit die Klemmung gegen den Gegenhalter 9 lösen. Dies erleichtert das Weiterschieben der Nähmaschine entlang der vorgesehenen Nahtrichtung und verhindert, dass sich einzelne Zuschnitteile des Werkstückes ungewollt verschieben. Bei einer anderen bevorzugten Ausführungsvariante werden der Fänger 1 und die Nadel 2 zusätzlich zu den vorgesehenen und oben beschriebenen Auf- und Abwärtsbewegungen entlang der vorgesehenen Nahtrichtung hin- und herbewegt. Dies hat den Zweck, dass die beispielsweise von einem Roboterarm bewirkte Vorschubbewegung der Nähmaschine entlang der vorgesehenen Nahtrichtung kontinuierlich erfolgen kann. Voraussetzung hierfür ist, dass der Fänger 1 und die Nadel 2 entgegen der Nahtrichtung bewegt werden, solange sie sich im Werkstück 4 befinden. Durch die Überlagerung dieser entgegen der Nahtrichtung erfolgenden Bewegung mit der in Nahtrichtung erfolgenden Vorschubbewegung der gesamten Nähmaschine ist sichergestellt, dass sich Fänger 1 und Nadel 2 in Nahtrichtung nicht relativ zum Werkstück 4 bewegen, solange sie sich im Werkstück 4 befinden.

Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante wird die Maschine von einer Bedienperson von Hand entlang der vorgesehenen Nahtrichtung geführt. Der Vorteil dieser Ausführungsvariante besteht in hohen Universalität und in der Möglichkeit, die Nähmaschine transportabel auszuführen.

Claims (3)

1. Nähmaschine mit einem Nadelantriebsmechanismus, der eine Nadel 2 entlang einer vorgesehenen Bewegungsbahn translatorisch auf- und abwärts bewegt, einem Niederhalterantrieb, der einen Niederhalter auf- und abwärts bewegt und einem Fängerantrieb mit einem Fänger 1, welcher eine Ausnehmung 6 aufweist und entlang einer vorgesehenen Bewegungsbahn auf und abwärts bewegt wird, wobei die translatorische Bewegung in einer Ebene quer zur Nährichtung erfolgt und die Bahn dieser translatorischen Bewegung des Fängers 1 mit der Bahn der Bewegung der Nadel 2 in der Ebene quer zur Nährichtung einen spitzen Winkel bildet und unterhalb des Nähgutes einen Schnittpunkt aufweist und in Nährichtung so zur Bahn der Bewegung der Nadel 2 ausgerichtet ist, dass die Spitze des Fängers 1 bei der Abwärtsbewegung des Fängers 1 die Hohlkehle der Nadel 2 passieren kann, dadurch gekennzeichnet, dass der Fänger 1 zur Verhinderung einer erneuten Aufnahme einer zuvor gebildeten auf der Oberseite des Werkstückes 4 befindlichen Fadenschlinge 5 in die Ausnehmung 6 rotatorisch schwingend um die Achse seiner translatorischen Bewegung angetrieben wird.

2. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fänger 1 und die Nadel 2 entlang der vorgesehenen Nahtlinie intermittierend hin- und herbewegt werden und die Vorschubbewegung der Maschine entlang der vorgesehenen Nahtrichtung kontinuierlich erfolgt.

3. Nähmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fänger 1 und die Nadel 2 einen gemeinsamen Antrieb besitzen.