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Nähmaschine mit einer umlaufenden Fadengebereinrichtung Die vorliegende
Erfindung bezieht sich auf eine Nähmaschine finit einem umlaufenden Fadengeber,
welcher einen am Faden angreifenden Teil aufweist.
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Bei einem Fadengeher gemäß der Erfindung nimmt der am Faden angreifende
Teil gleichzeitig an einfachen Umdrehungsbewegungen um zwei Mittelpunkte teil, die
im Abstand voneinander und von der Mittellinie des am Faden angreifenden Teiles
liegen und wird zusätzlich in einem Drehsinn entgegengesetzt zu wenigstens einer
seiner einfachen Umdrehungsbewegungen verdreht.
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Das Ergebnis ist eine absolute Nullrotationsbewegung des am Faden
angreifenden Teiles über seine Umdrehungs- oder Bahnbewegung, wodurch die Möglichkeit
des unnatürlichen Aufwickelns von Nadelfaden auf diesem Teil ausgeschlossen wird.
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1n den Zeichnungen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung
beispielsweise dargestellt.
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Fig. i ist eine Längsschnittansicht einer Nähmaschine, an welcher
der neue Fadengeber benutzt wird; Fig.2 ist eine Endansicht der Nähmaschine, welche
den am Faden angreifenden Teil des Fadengebers in vollausgezogenen Linien und einen
Teil der verdeckten Antriebselemente in gestrichelten Linien wiedergibt; Fig. 3
ist in vergrößertem Maßstabe eine Schnittansicht des Fadengebers im wesentlichen
nach Linie 3-3 der Fig. 2; Fig. d ist eine auseinandergezogene schaubildliche Darstellung
der Aufbauelemente des Fadengebers; Fig. 5 bis 9 einschließlich sind schematische
Ansichten
des Kopfendes der Nähmaschine und geben fünf Stellungen
des am Faden angreifenden Teiles des Fadengebers und die entsprechenden Stellungen
des umlaufenden Greifers und der Nadelstange während eines vollständigen Stichbildekreislaufes
wieder; Fig. io ist eine graphische Darstellung der Epizykloidenbahn mit einem Umkehrpunkt,
welche durch den einzigen am Faden angreifenden Teil des Fadengebers bei der Herstellung
eines Stiches durchlaufen ist, und die fünf Punkte auf der Kurve entsprechend den
Stellungen der Nähmaschinenteile wiedergibt, die in den Fig. 5 bis 9 dargestellt
sind; Fig. i i ist eine schaubildliche Darstellung der Zurückhaltestange, welche
ein Verdrehen des Spulengehäuses verhindert.
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Die dargestellte Nähmaschine umfaßt einen Rahmen einschließlich eines
Betteiles 2o, das einen senkrechten Ständer 21 trägt, welcher einen waagerechten
Oberarm 22 trägt. In dem Oberarm 22 ist eine Welle 23 drehbar gelagert, welche von
außen durch ein mittels Riemens angetriebenes Schwungrad 24 angetrieben wird und
welche eine Nadelstange 25 mittels einer Kurbel 26 und eines Verbindungslenkers
27 auf und ab bewegt. Eine mit Ohr versehene Nadel 25' ist an dem herabhängenden
Ende der Nadelstange 25 befestigt. In dem Kopf ist nahe der Nadelstange eine durch
Feder nach unten gedrückte Drückerstange 28 verschiebbar gelagert, die einen Druckerfuß
29 trägt.
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Die Welle 23 treibt eine senkrecht angeordnete umlaufende Welle 3o
vermittels eines Paares von Kegelrädern 31 an. Die senkrechte Welle 30 treibt
ihrerseits vermittels eines Paares von Kegelrädern 33 eine waagerechte umlaufende
Greiferwelle 32 an, die an der Unterseite des Bettes 2o angeordnet ist. Die beiden
Kegelräderpaare 31 und 33 arbeiten zusammen, um die Geschwindigkeit der Greiferwelle
in einem Verhältnis 2 : 1 mit Bezug auf die obere Armwelle 23 zu erhöhen. Der umlaufende
Greifer 34, in dem ein Spulengehäuse 34 angeordnet ist, ist an dem Ende der Greiferwelle
32 befestigt und arbeitet mit der Nadel 25' in der Bildung von Doppelsteppstichen
zusammen. Der umlaufende Greifer 34 ist mit einer schleifenerfassenden Spitze 8o
und einem schleifensteuernden Schwanz 81 versehen. Das Spulengehäuse 34 ist mit
einer Nut 83 versehen, um einen Finger 85 einer die Drehung verhindernden Stange
84 aufzunehmen, die an der Unterseite des Bettes 2o angeordnet ist. Der Finger 85
ist lose in die Nut 83 eingepaßt, damit der Nadelfaden bei der Bildung jedes Doppelsteppstiches
einmal durch die Nut hindurchgeführt werden kann.
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Ein Stoffschiebervorschubexzenter 35 und ein Stoff schieberhubexzenter
36 werden ebenfalls von der Welle 23 getragen. Die bezüglichen Exzenter sind von
senkrecht angeordneten Pleuelstangenlenkern 37 und 38 umgeben, welche Schwingwellen
39 und 40 innerhalb des Betteiles 20 der Nähmaschine verschwenken. Schwingarme 41
und 42 (Fig. 2) sind auf den Schwingwellen 39 bzw. 4o befestigt und crtcilen einer
Stoff schieberstange 43, an welcher ein Stoffschieber 44 befestigt ist, -die üblichen
Vorschubbewegungen.
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Fadengehereinrichtung In dem Kopfende des Maschinenarmes ist die umlaufende
Fadengebereinrichtung angeordnet, welche einen einzigen beweglichen, am Faden angreifenden
Teil 45 umfaßt. Der Fadengeber wird vermittels einer Drehwelle 46 angetrieben, welche
durch die Welle 23 vermittels eines Paares von Zahnrädern 47 angetrieben wird, die
ein Geschw-indigkeitsübersetzungsverhältnis von i : i haben. Die Welle 46 ist in
einem Paar von Lagern gelagert, deren eines aus einer länglichen Lagerbuchse 48
besteht, die starr an dem Rahmen der Nähmaschine befestigt ist, und deren anderes
aus einer kurzen Lagerbuchse 49 besteht, die in dem Rahmen der Nähmaschine zur begrenzten
Dreheinstellung angeordnet ist. Diese Einstellung wird durch einen senkrecht angeordneten
Stellfinger 50 (Fig. 4) gesteuert, der sich nach aufwärts zur Oberseite des Kopfes
erstreckt, wo er mit einer gebogenen Platte 51 verbunden ist, welche am Rahmen der
Nähmaschine durch eine Schraube 52 lösbar verriegelt ist. Der Stellfinger 5o, der
starr an der Lagerbuchse 49 befestigt ist, kann über einen begrenzten Winkelabstand,
welcher durch die Länge eines Schlitzes 53 in der gebogenen Platte 51 beherrscht
wird, verschwenkt werden. Die Bewegung wird nutzbar gemacht, um zeitliche Änderungen
in der Fadengeberbewegung auf eine Weise vorzunehmen, welche später in dieser Beschreibung
unter dem Untertitel Regeleinstellung des Fadengebers beschrieben werden wird.
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An der einstellbaren Lagerbuchse 49 ist ein Sonnenrad 54 starr befestigt,
das mit einer konzentrischen Öffnung 55 versehen ist, vermittels welcher das Zahnrad
über einen verlängerten Nabenteil 56 aufgepaßt ist, der einstöckig mit der Lagerbuchse
49 ausgebildet ist. Das Sonnenrad 54 ist starr an der Fläche der Lagerbuchse 49
befestigt und kann sich nicht frei mit der Welle 46 drehen.
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An dem Ende der Welle 46 ist eine Scheibe 57, z. B. durch Hartlöten,
befestigt. Die Scheibe ist nahe ihrem Umfang mit einem Lager 58 versehen, in dem
eine kurze Welle oder ein Nabenteil 59 drehbar gelagert ist, der einstöckig mit
einem Planetenrad 6o ausgebildet ist. Die Scheibe 57 arbeitet daher als Planetenarm
für das Planetenzahnrad 6o. Das Sonnenrad 54 und das Planetenrad 6o haben gleichen
Durchmesser, so daß eine vollständige Umdrehung der Welle 23 das Planetenrad6o veranlaßt,
sich einmal um das Sonnenrad 54 zu drehen und sich zweimal um seine eigene Achse
im gleichen Drehsinn zu drehen. Der Drehbewegung des Zahnrades6o um seine eigene
Achse wird schließlich entgegengewirkt, oder sie wird durch eine später zu beschreibende
Einrichtung zu Null gemacht.
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Der Nabenteil 59 des Planetenzahnrades 6o ist mit einer konzentrischen
Offnung 6i versehen, in welche eine Welle 62 eingepaßt ist, die einen ausbalancierten
Ritzelarm 63 trägt. Eine Mutter 62' ist mit Gewinde auf der gegenüberliegenden Seite
des
Zahnrades 6o auf die Welle 62 aufgesetzt, um den Ritzelarm E3
an ihr zu befestigen, und ein Keil 64 und Schlitz 65 verhindern eine relative Drehbewegung
zwischen ihnen. Eine zweite Welle oder ein Lagerzapfen 66 ragt nach außen aus dem
Ritzelarm 63 vor, und über den Zapfen ist die mit einer Öffnung versehene Nabe oder
Lagerbuchse 67 eines Ritzels 68 gepaßt.
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Ein Innenzahnrad 69 ist in einen Kanal 82 in der Fläche der Scheibe
57 vermittels einer Schraube 69' fest eingesetzt. Das Ritzel 68, welches mit dem
Innenzahnrad 69 kämmt, hat einen Steigungsdurchmesser gleich der Hälfte des des
Innenzahnrades. Daher wird das Ritzel68 veranlaßt, sich zweimal um seine eigene
Achse zu drehen, wenn es sich einmal rings in dem Innenzahnrad dreht. Diese Drehbewegung
wirkt der Drehbewegung des Planetenrades 6o entgegen und schafft eine reine Nulldrehbewegung
in dem am Faden angreifenden Teil 45, welche im einzelnen unter dem nachfolgenden
Untertitel »Einem Aufwickeln entgegenwirkende Einrichtung« beschrieben ist. Eine
kreisförmige Platte oder Scheibe 70 ist an dem Ritzelarm 63 vermittels Schrauben
70' und eines Paares von Tragzapfen 71 starr befestigt, und die mit einer Öffnung
versehene Nabe des Ritzels 68 ragt durch eine Öffnung 72 in der Fläche der Scheibe
70 vor. Der am Faden angreifende Teil 45 ist mit einem Tragzapfen 73 versehen,
der mit Reibung in die mit einer Öffnung versehene Nahe 67 des Ritzels 68 eingreift.
Eine große kreisförmige Deckplatte 7:4 ist auf der Scheibe 57 vermittels Schrauben
74' befestigt, und die Deckplatte ist ausgeschnitten, um die kleine Scheibe 70 aufzunehmen.
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Fadenführungsbewegung des Fadengebers Die Bahn, welche von dem am
Faden angreifenden Teil 45 aufgezeichnet wird, ist eine Epizykloidenbahn mit einem
Umkehrpunkt (Fig. io). Die erzeugenden Elemente für die Kurve sind das Sonnenzahnrad
54 und das Planetenrad 6o; letzteres rollt um den Umfang des ersteren, und beide
haben gleiche Steigungsdurchmesser. Der am Faden angreifende Teil 45 wird über Zwischenglieder
von dem abrollenden oder Planetenzahnrad 6o getragen. Die radiale Stellung des am
Faden angreifenden Teiles im Verhältnis zum Umfang des Planetenzahnrades.beherrscht
den besonderen Charakteroder die Form der Bahn. Falls beispielsweise die Mittellinie
des am Faden angreifenden Teiles auf dem Steigungsdurchmesser des abrollenden Zahnrades
angeordnet werden würde, würde eine Kardioide oder eine Herzkurve erzeugt werden.
In dem vorliegenden Fall ist jedoch die Mittellinie des am Faden angreifenden Teiles
innerhalb des Steigungsdurchmessers angeordnet, und die sich daraus ergebende Bahn
unterscheidet sich von einer Kardioide dadurch, daß der Umkehrteil a (Fig. io) abgeflacht
ist und der maximale Radialabstand des am Faden angreifenden Teiles, von dem Mittelpunkt
seiner Bahn, der am Punkt c eintritt, verkleinert wird. Der Fadengeber wird mit
Faden dadurch versehen, daß der Faden 75 von einer Fadenführung 76 durch eine Fadenspannung
77 hindurch über eine Kontrollfeder 78, unter einen Kontroller 79 für Fadenlose
nach aufwärts zum am Faden angreifenden Teile q 5 des Fadengebers und dann nach
abwärts zur Nadel 25' geführt wird.
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Der zeitliche Verlauf der Epizykloidenbahn des am Faden angreifenden
Teiles im Verhältnis zum umlaufenden Greifer 34 ist in den Fig. 5 bis io dargestellt,
in welchen Fig. 5 die Maschinenteile in dem Augenblick darstellt, in welchem die
Nadelstange sich an der untersten Stelle ihres Weges befindet. Fig. 6 zeigt die
Teile im Abwurfaugenblick oder in dem Augenblick, in welchem die Fadenschleife,
nachdem sie halbwegs rings um den Körper des Greifers getragen worden ist, durch
die Wirkung des Fadengebers von der schleifenerfassenden Spitze 8o auf den schleifensteuernden
Schwanz 81 des Greifers angehoben wird; Fig. 7 zeigt die Teile in dem Augenblick,
in welchem der Faden quer durch die eine Umdrehung verhindernde Nut 83 in dem Spulengehäuseträger
34' vor der Stichverfestigung gezogen wird; Fig. 8 zeigt die Teile im Augenblick
der Beendigung der Stichverfestigung, und Fig. 9 zeigt sie in dem Augenblick, in
welchem das Öhr der Nadel wieder in das Arbeitsstück eintritt, um den nächsten Stich
zu bilden.
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Die Punkte auf der Bahn (Fig. io) des am Faden angreifenden Teiles,
welche durch die Bezugszeichen a, b, c, d und e angedeutet sind, entsprechen
den Stellungen der Teile in dem Stichbildekreislauf, die in den Fig. 5, 6, 7, 8
bzw. 9 wiedergegeben sind. An dem Punkt a hat der am Faden angreifende Teil seine
Stelle minimaler Winkelgeschwindigkeit oder den Umkehrpunkt der Trochoide oder der
Zykloidenbahn erreicht, und Vektoren hl und h2, welche die beiden Geschwindigkeiten
darstellen und welche sich kombinieren, um die resultierende Bewegung des am Faden
angreifenden Teiles zu erzeugen, sind entgegengesetzt gerichtet. Da die beiden Vektoren
an dieser Stelle beinahe gleich sind, ist in der Fadengeberwirkung ein Stillstand
vorhanden, entsprechend der Stelle, an welcher die Nadelstange die unterste Lage
ihrer Bewegung erreicht hat. Innerhalb der nächsten paar Umdrehungsgrade der Welle
23 beginnt die Nadelstange ihre Aufwärtsbewegung, lockert den Faden, welchen die
Nadel an die Unterseite des Arbeitsstückes getragen hat, und bildet dadurch eine
Schleife, welche von der Spitze des Greifers erfaßt wird.
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Bei Annäherung an die Stelle b vereinigen sich die Vektoren 1t und
h2 des Fadengebers, um eine resultierende Bewegung nach abwärts gegen den Greifer
zu entwickeln und geben dazu Faden frei und ermöglichen es der Fadenschleife, daß
sie um den Greiferkörper ausgebreitet wird. An der Stelle b hat sich die Schleife
um den Körper des Greifers zu ihrer maximalen Größe ausgebreitet, bevor sie von
der Spitze des Greifers auf den Schwanz des Greifers nach oben gezogen wird. Diese
Stelle in dem Stichbildekreislauf wird Abwurf genannt.
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Bei der Bewegung zum Punkte c sind die Vektoren
V,
und V2 beide nach oben vom Greifer weg gerichtet, um so den Punkt maximaler absoluter
Geschwindigkeit des am Faden angreifenden Teiles zu schaffen. Die Fadenschleife
um den Körper des Greifers ist schnell zusammengezogen worden, his der eine ihrer
Schenkel durch die die Drehung verhindernde Nut 83 in dem Spulengehäuseträger 34'
hindurchgearbeitet ist. Weiterhin ist zu bemerken, daß an der Stelle c der Vektor
V2, welcher sich während des gesamten Fadengeberarbeitskreislaufes in seiner Größe
ändert, seine maximale Größe erreicht hat.
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Bei der Bewegung zum Punkt d setzt der am Faden angreifende Teil seine
Aufwärtsbewegung fort und zieht schließlich die Fadenschleife, welche gerade um
den Körper des Greifers gewandert ist, vollständig frei von ihm und zieht dann die
befreite Schleife mit dem darin verketteten Spulenfaden gegen die Unterfläche des
Arbeitsstückes. Dies wird als Stichverfestigung bezeichnet.
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Von d zu e ergibt die Summe der Vektoren eine sich fortlaufend verkleinernde
resultierende Bewegung in einer Richtung entgegen dem Uhrzeigersinn. Über diese
Entfernung gibt der Fadengeber genügend Faden ab, so daß es der Kontrollfeder 78
ermöglicht wird, in ihre unwirksame Stellung zurückzukehren, und es dem Ohr der
Nadel ermöglicht wird, den Faden in das Ärbeitsstück hineinzutragen. Von
e bis a. gibt der Fadengeber Faden an die Nadel ab, damit es letzterer ermöglicht
wird, sich zur untersten Stelle ihrer Bewegung vor der Bildung eines neuen Stiches
zu bewegen.
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Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, daß die beiden
Vektoren V1 und V2 zeitlich so zueinander abgestimmt sind, daß sie eine Reihe von
sich fortlaufend veränderten resultierenden Bewegungen in dem einzigen am Faden
angreifenden Teil erzeugen, wodurch es dem Fadengeber möglich ist, den Anforderungen
des Fadens des umlaufenden Greifers und der auf und ab bewegbaren Nadel ohne die
Zuhilfenahme zusätzlicher, sich bewegender, am Faden angreifender Teile genau zu
entsprechen, und ohne daß in ihrem Fadenführungskreislauf Perioden erzeugt werden,
in denen nichtgesteuerte Fadenlose vorhanden ist.
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Regelung des Fadengebers Wie in der allgemeinen Beschreibung der Fadengebereinrichtung
angedeutet wurde, ist ein Mittel vorgesehen, wodurch das Arbeiten der Fadenführungsbewegung
im Verhältnis zu den anderen Stichbi ldee:nrichtungen eingestellt werden kann.
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Der Stellfinger5o (Fig.3 und 4) ist mit dem Sonnenrad 54 durch die
Lagerbuchse 49 hindurch verbunden, die sich in einem begrenzten Ausmaß in dem Rahmen
der Nähmaschine frei drehen kann. Durch Verschwenken des Stellfingers innerhalb
der Grenzen, welche durch die Länge des Schlitzes 53 in der Platte 5 i bestimmt
sind, kann das Sonnenrad unabhängig von der Welle 46 um seine Achse gedreht oder
verdreht werden. Diese Drehung des Sonnenrades dreht das Planetenrad 6o um einen
entsprechenden Betrag. Das Planetenrad rollt sich jedoch während dieser Einstellung
nicht um den Umfang des Sonnenrades ab, was es während des normalen Arbeitens des
Fadengebers tut, sondern dreht sich vielmehr um eine feste Achse. Die Verdrehung
des Planetenrades trägt den am Faden angreifenden Teil entweder vorwärts oder rückwärts
längs der Linie seiner Be«-egungsbahn, wobei die entsprechenden Stellungen des umlaufenden
Greifers 34 und der Nadelstange 25 unverändert bleiben. Auf diese Weise kann beispielsweise
die Geschwindigkeit des am Faden angreifenden Teiles zu dem Zeitpunkt, an dem der
Nadelfaden durch die eine Drehung verhindernde Nut in dem Spulengehäuseträger hindurchgeführt
wird, verändert werden. Einem Aufwickeln entgegenarbeitende Einrichtung Zu der Fadengebereinrichtung
gemäß der Erfindung ist als ein weiteres Merkmal der Erfindung ein Mittel zugefügt
worden, um die Möglichkeit des Aufwickelns des Nadelfadens auf dem am Faden angreifenden
Teil zu verhindern.
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Die Kurvenbewegung des am Faden angreifenden Teils wird aus zwei einfachen
umlaufenden Bewegungen zusammengesetzt, die durch die Sonnen-und Planetenbewegung
des Zahnrades 6o geschaffen sind, das um den Umfang des Zahnrades 54 rollt. Der
am Faden angreifende Teil, welcher von dem sich abrollenden Zahnrad getragen ist,
wird infolgedessen bei jeder Umlaufbewegung oder jedem Fadengeberkreislauf zweimal
um seine 'Mittellinie gedreht. Um diese Drehbewegung auszugleichen, welche ein unnatürliches
Aufwickeln des Nadelfadens um den am Faden angreifenden Teil möglich macht, ist
es vorzuziehen, den am Faden angreifenden Teil während jedes Kreislaufes zweimal
im entgegengesetzten Sinne zu drehen. Diese Gegendrehbewegung wird vermittels des
Innenzahnrades 69 und des mit ihm kämmenden Ritzels 68 bewirkt. Das Innenzahnrad
ist exzentrisch auf der sich drehenden Scheibe 57 und gleichachsig mit Bezug auf
das Planetenrad6o befestigt, und die Drehbewegung des Planetenrades wird dazu benutzt,
das Ritzel rings um das Innenzahnrad anzutreiben. x-,-ol>ei der Ritzelarm 63 das
Verbindungselement zwischen ihnen ist. Es ergibt sich, daß, weil das Verhältnis
des Steigungs- bzw. Teilungsdurchmessers des Innenzahnrades zu dem des Ritzels 2
: r ist, das Ritzel während jedes Fadengeberkreislaufes zweimal verdreht wird. Diese
Drehbewegung wird auf den am Faden angreifenden Teil übertragen, urn der Drehbewegung
des am Faden angreifenden Teiles entgegen zu wirken oder sie auszugleichen, welche
an der Sonnen- und Planetenbewegung teilnimmt.