TW202348864A - 縫紉機 - Google Patents

Abstract

縫紉機（1）包括針桿（6），針桿用於保持用於引導面線的縫紉針（5）。縫紉機（1）的針板具有開口，用於縫紉針（5）在線跡形成期間穿過。壓腳（8）用於在線跡形成期間將縫料固定在針板的區域中。針桿旋轉驅動器（14）用於使針桿（6）圍繞針桿軸線旋轉。這使得縫紉機可以進行靈活的縫製操作，特别是改變縫製方向，這使得能夠處理CNC控制程序。

Description

縫紉機

本申請要求德國專利申請DE 10 2022 203 472.4的優先權，其內容以引用方式併入本文。 發明領域

本發明涉及一種縫紉機。

發明背景

例如，從EP 3 392 388 A1、EP 2 028 311 A2和DE 199 51 127 C2已知縫紉機。DE 102 38 708 A1公開了一種紐扣孔縫紉機。DE 10 2015 101 412 A1和EP 2 476 789 A2公開了一種縫紉機。EP 2 565 313 A1公開了一種雙針縫紉機。

發明概要

本發明的目的是進一步實現開頭所述類型的縫紉機，使得靈活的縫紉操作特别是縫紉方向交替成爲可能，特别地使得能夠處理數控機床（CNC）控制程序。

根據本發明的縫紉機實現此目的，此縫紉機包括用於保持縫紉針以用於引導面線的針桿，包括針板，針板具有用於縫紉針在線跡形成期間通過的開口，包括在線跡形成期間用於將縫料固定在針板的區域中的壓腳，包括使針桿圍繞沿此針桿延伸的針桿軸線旋轉的針桿旋轉驅動器。

根據本發明，已經認識到可以提供一種具有針桿旋轉驅動器的縫紉機，用於預設縫紉方向，而不必摒棄在線跡形成期間用於固定縫料的壓腳。結果是一種可靈活地預設縫紉方向的縫紉機，其中縫料在縫紉期間被壓腳牢固地固定。縫紉機具有縫紉驅動器，用於預設針桿沿針桿延伸的線跡形成運動。可以通過針桿相對於針板的旋轉定向來分别選擇縫製方向。這允許靈活的縫式幾何形狀，特别是可用於處理縫紉程序，尤其是通過CNC控制系統加以控制。特别是，可以自動地縫製沿着軌跡延伸的縫式（seam）。

壓腳可以被構造成送料腳。

壓腳通過壓腳的壓腳端在固定期間與縫料接觸，可以體現在壓腳和縫料之間的接觸發生在針板開口附近，以便在線跡形成期間縫針通過開口。

壓腳不可旋轉地安裝在針桿上，使得當針桿圍繞針桿軸線旋轉時，壓腳隨針桿一起旋轉，確保壓腳的位置自動地適應通過針桿旋轉而選擇的縫製方向。

用於針桿和/或壓腳的行程調整的行程驅動器能夠使得縫製操作適應不同厚度的縫料。行程調整的行程高度可以在0.5毫米和50毫米之間，例如在5毫米到10毫米之間。

被設計成機動化的（motorized）致動器的行程驅動器允許精確的行程調整。行程驅動器可以被構造成步進馬達。可以通過控制程序控制行程驅動器。

旋轉盤的中心盤軸線與針桿軸線重合，其中行程驅動器被固定到縫紉機的機架，並通過與針桿旋轉組件的連接進行協作以用於行程移位，旋轉盤能夠使得待安裝的行程驅動器的驅動部件固定安裝到機架，使得當調整針桿旋轉驅動器時，針桿旋轉組件相對於這些固定到機架的驅動部件而旋轉。行程驅動器可以通過旋轉盤中的圓周槽與針桿旋轉組件連接，以用於行程移位。

本發明的另一個目的是進一步設計一種縫紉機，使得針對雙線縫製也可以靈活地預設縫紉方向。

根據本發明的一種縫紉機實現此目的。此縫紉機包括用於保持縫紉針以引導面線的針桿，包括針板，針板具有在線跡形成期間供縫紉針通過的開口，包括使針桿圍繞沿針桿延伸的針桿軸線旋轉的針桿旋轉驅動器，包括具有彎針的彎針組件，彎針用於與縫紉針協作形成線跡並用於引導底線，具有彎針縫紉驅動器，用於使彎針圍繞彎針軸線旋轉，具有彎針組件旋轉驅動器，用於使彎針組件圍繞與彎針軸線不重合的彎針組件軸線旋轉。

縫紉驅動器反過來可用於針桿的線跡形成運動，其中用於彎針的線跡形成運動的彎針縫紉驅動器和用於針桿的線跡形成運動的縫紉驅動器可以從同一個驅動源轉向。

針桿旋轉驅動器和彎針組件旋轉驅動器確保了用於雙線線跡形成的針桿和彎針組件能正確地相互作用以用於形成線跡，不受當前旋轉位置的影響，從而與當前縫製方向無關。

此縫紉機尤其可以縫製雙線鎖式線跡。

針桿旋轉驅動器可以與彎針組件旋轉驅動器同步工作。針桿旋轉驅動器可以與縫紉驅動器同步工作。

彎針軸線與彎針組件軸線的相對定向，能夠使得彎針可以圍繞與針桿軸線平行延伸的彎針軸線旋轉。彎針組件軸線和彎針軸線之間的距離使得可能確保彎針相對於針桿的正確位置，以用於形成正確的線跡，而不依賴於旋轉驅動器分别設定的縫製方向。

角齒輪用於使得彎針縫紉驅動器從縫紉驅動馬達轉向；在角齒輪中包括差動齒輪單元，差動齒輪單元允許根據彎針組件圍繞彎針組件軸線的旋轉位置來調整彎針尖端圍繞彎針軸線的相對旋轉位置。這確保了彎針不僅關於作爲整體的彎針與針尖的穿刺點的布置被正確地定向，而且確保彎針的針尖在正確的階段上與適當位置的縫紉針同步以用於線跡形成相互作用，而與通過旋轉驅動器設置的當前位置無關。

用於針桿旋轉驅動器和彎針組件旋轉驅動器的公共旋轉驅動馬達從同一個旋轉驅動馬達轉向，包括公共旋轉驅動馬達的實施方式可以降低成本，並且相關的驅動器可以始終在正確的階段移動。然後，可以通過與公共驅動馬達的機械耦合來確保針桿旋轉驅動器和彎針組件旋轉驅動器之間的同步性。

用於將針桿旋轉驅動器和彎針組件旋轉驅動器從旋轉驅動馬達中轉向的角齒輪，包括至少一個齒帶轉向單元，能夠將驅動功率靈活地傳輸給針桿旋轉驅動器和彎針組件旋轉驅動器的輸出側部件。

上述解釋的縫紉機的設計特徵可以以任何方式組合使用。例如，具有針桿旋轉驅動器和壓腳的縫紉機也可以具有彎針組件旋轉驅動器。

具體實施方式

縫紉機1（參見圖1）具有C形的基本結構，包括臂部2、底板3和連接臂部2和底板3的支架4。

縫紉機1具有縫紉針5形式的線跡形成（stitch-forming）工具和彎針（looper）7。針桿6保持縫紉針5。針桿6通過多個滑塊6a安裝在軸承套筒6b中。

縫紉針5用於引導面線（upper thread）。縫紉機1的針板（stitch plate）5a具有開口，用於縫紉針5在線跡形成期間穿過。

壓腳8也被稱爲縫紉腳，用於在線跡形成期間將縫料固定在針板區域中。針桿6和壓腳8被安裝在縫紉機1的機頭2a上，機頭2a形成臂部2的端部。

壓腳8還可以與縫紉驅動器同步地進行跳動運動。可以通過行程驅動器10預先確定此跳動運動。這種跳動運動的跳動行程可以處於0.5毫米和10毫米之間的範圍內。

彎針7被安裝在底板3中針板下方。在線跡形成期間，彎針7圍繞彎針軸線9旋轉，彎針軸線9垂直延伸（例如，參見圖7）。

彎針7用於引導在線跡形成期間與面線協作的底線，以及具有線軸（bobbin）形式的底線儲備（lower thread stock）。

爲了便於表示位置關係，下面使用直角坐標系xyz。x方向沿着圖2的縫製方向向左延伸。y方向在圖1中向左水平延伸，並且垂直於圖2的繪圖平面。z方向在圖1和圖2中垂直向上延伸。

縫紉機1具有行程驅動器10，行程驅動器10用於壓腳8沿z方向的行程調整。圖2表示壓腳8處於降低到針板高度的行程位置。圖3表示壓腳8與圖2中的行程位置相比處於升高的行程位置。

行程驅動器10具有致動器（actuator），致動器可以設計成步進馬達。圖中未示出的有齒輪緣（toothed rim）被放置在行程驅動器10的馬達軸上，帶齒輪緣與壓腳8的壓腳桿11的齒條部分相互作用。與縫料相互作用的按壓端12也被設計成供縫紉針5穿過的套筒。

作爲步進馬達行程驅動器10的單獨實施方式的替代實施方式，壓腳的行程調整也可以從縫紉機1的臂軸上轉移。

安裝在底板側的旋轉驅動馬達13是公共驅動源，一方面用於針桿旋轉驅動器14，使得針桿6和壓腳8圍繞垂直的針桿軸線15旋轉，另一方面用於彎針組件旋轉驅動器16，使得包括彎針7的彎針組件17圍繞彎針組件軸線18旋轉（例如，參見圖7）。彎針組件軸線18與彎針軸線9平行，並與之相距一定距離。兩個軸線9、18都平行於Z軸延伸，即垂直延伸。彎針組件軸線18與針桿軸線15重合。

爲了使針桿6和與其非旋轉連接的壓腳8圍繞針桿軸線15旋轉，旋轉驅動馬達13通過齒帶19與旋轉驅動軸20進行操作性連接，旋轉驅動軸20沿y軸延伸（參見圖8）。另一齒帶21首先沿支架4被引導，然後沿臂部2被引導，通過另一齒帶21，旋轉驅動軸20與針桿側上的具有垂直旋轉軸線的有齒輪緣22進行操作性連接。針桿6和壓腳桿11以不可旋轉的方式與針桿側上的有齒輪緣22連接。

線桿組件23布置在針桿6上方的機頭2a中（參見圖1）。此線桿組件23的設計方式是確保在線跡形成期間面線與底線的打結以及正確的線張力，與針桿6圍繞針桿軸線15的旋轉位置無關。線張緊板25被安裝到縫紉機1的臂部2，鄰近於線桿組件23的線桿24。用於預設面線的張力的張緊單元26被安裝在線張緊板25上（圖中未示出）。

除了針桿6具有以不可旋轉的方式圍繞針桿線軸15與其連接的壓腳8之外，針桿旋轉組件27還包括一個旋轉盤28，旋轉盤28的中心盤軸線與針桿軸線15重合（例如，參見圖2）。在圖2和圖3中以側視圖表示此旋轉盤28。旋轉盤28以不可旋轉的方式連接到有齒輪緣22和針桿6。旋轉盤28牢固地連接到壓腳8。

行程驅動器10被固定到縫紉機1的機架，即固定到機頭側機架元件上。旋轉盤28具有圓周槽29，如圖2所示，壓腳桿11的驅動器30接合在圓周槽29中用於壓腳8的行程移位。或者，可以通過肩部實現行程驅動器10與旋轉盤28的連接。

爲了使彎針組件17圍繞彎針組件軸線18旋轉，旋轉驅動軸20通過又一個齒帶31與空心軸部分32的有齒輪緣進行操作性連接。此空心軸部分32通過有齒輪對34、35、齒輪軸36、進一步的有齒輪對37、38與彎針組件17的裝配殼體40的表面鋸齒39進行操作性連接。

彎針7在裝配殼體40中可圍繞彎針軸線9旋轉。反過來裝配殼體40可圍繞彎針組件軸線18旋轉。

通過齒輪連接（32至39），空心軸部分32圍繞平行於y軸的軸線的旋轉被重新定向爲裝配殼體40圍繞平行於z軸的彎針組件軸線18的旋轉。

縫紉驅動馬達41也被安裝到底板側。爲了形成線跡，平行於z軸的針桿6的上下運動以及彎針7圍繞彎針軸線9的旋轉，各自被縫紉驅動馬達41轉向。縫紉驅動馬達41通過齒帶42與彎針驅動軸33的芯軸43相互作用。在齒帶42所齧合的有齒輪緣42a和芯軸43之間，布置有卡扣式聯軸器42b，卡扣式聯軸器42b在過載情況下將芯軸43與縫紉驅動馬達41分離。

通過差動齒輪單元44、傳動軸45和傘齒輪（bevel gear）46（在圖7中部分可見）以及垂直延伸的進一步傳動軸47，芯軸43與彎針軸（在圖7中不可見，也是垂直延伸並與彎針軸線9對準）進行操作性連接。

差動齒輪單元44用以根據彎針組件17圍繞彎針組件軸線18的各自旋轉位置，調整彎針尖端圍繞彎針軸線9的相對旋轉位置。由此差動齒輪單元44確保傳動軸45相對於芯軸43的旋轉可以能夠實現彎針尖端的相對旋轉位置的相應調整。

傳動軸45藉助差動齒輪單元44相對於芯軸43的旋轉是以主動控制（positively controlled）的方式進行。因此，根據彎針組件17圍繞彎針組件軸線18的旋轉位置，調整彎針尖端圍繞彎針軸線9的相對旋轉位置。

針桿的縫紉驅動由驅動馬達41通過臂部軸48和曲柄角齒輪（crank angle gear）提供給針桿，曲柄角齒輪被罩設在機頭2a中。

圖4表示了具有壓腳8的針桿6，和處於起點旋轉位置“0°”的彎針組件17，其中縫紉是沿着x軸進行。在此過程期間，彎針7的一個彎針尖端對準針桿軸線15。

圖5表示與圖4所示的旋轉位置相比，逆時針旋轉90°的旋轉位置。這是由旋轉驅動馬達13作用於針桿旋轉驅動器14且作用於彎針組件旋轉驅動器16上而引起的。具有針桿6和壓腳8的針桿旋轉組件27、以及彎針組件17，其中一個圍繞針桿軸線15，另一個圍繞彎針組件軸線18，同步地逆時針旋轉90°。由於差動齒輪單元44的作用，在這個旋轉位置“90°”，也確保了彎針尖端面對針桿軸線15，以形成正確的線跡。

使用縫紉機1可以縫製雙線鎖式線跡。

縫紉機1的部件與中央控制裝置進行信號通信。這中央控制裝置可以是CNC控制系統。

1:縫紉機 2:臂部 2a:機頭 3:底板 4:支架 5:縫紉針 6:針桿 6a:滑塊 6b:軸承套筒 7:彎針 8:壓腳 9:彎針軸線 10:行程驅動器 11:壓腳桿 12:按壓端 13:旋轉驅動馬達 14:針桿旋轉驅動器 15:針桿軸線 16:彎針組件旋轉驅動器 17:彎針組件 18:彎針組件軸線 19,21,31,42:齒帶 20:旋轉驅動軸 22,42a:齒輪緣 23:線桿組件 24:線桿 25:線張緊板 26:張緊單元 27:針桿旋轉組件 28:旋轉盤 29:圓周槽 30:驅動器 32:空心軸部分 33:彎針驅動軸 34,35,37,38:齒輪對 36:齒輪軸 39:表面鋸齒 40:裝配殼體 41:縫紉驅動馬達 42b:卡扣式聯軸器 43:芯軸 44:差動齒輪單元 45,47:傳動軸 46:傘齒輪 48:臂部軸 II:觀察方向 x,y,z:直角坐標系

下面參考附圖更詳細地解釋本發明的實施方式。 圖1表示縫紉機的操作者側的透視圖。此縫紉機具有針桿旋轉驅動器和彎針組件旋轉驅動器。針桿旋轉驅動器用於圍繞針桿軸線旋轉針桿和壓腳，彎針組件旋轉驅動器用於圍繞彎針組件軸線旋轉彎針組件，彎針組件軸線與彎針軸線不重合； 圖2是根據圖1中的觀察方向II表示針桿旋轉驅動器的細節的放大圖和剖面圖，其中壓腳被降低到縫紉機的針板的高度； 圖3與圖2類似，表示壓腳升高到較高水平的縫紉機； 圖4從與圖1相似的觀察方向，表示針桿旋轉驅動器和彎針組件旋轉驅動器在線跡形成區域的放大細節，包括針桿和彎針位於如圖1所示的起點“0°”旋轉位置； 圖5與圖4類似，表示針桿旋轉驅動器和彎針組件旋轉驅動器處於與圖4相比逆時針旋轉“90°”的旋轉位置； 圖6表示彎針組件旋轉驅動器的齒輪組件，包括用於使得彎針圍繞彎針軸線旋轉的彎針縫紉驅動器； 圖7在類似於圖6的透視圖中表示殼體組件被移除的圖6的組件； 圖8表示縫紉機主要部件的操作者側的視圖，還示出了用於驅動針桿旋轉驅動器的有齒皮帶導向裝置。

1:縫紉機

2:臂部

2a:機頭

3:底板

4:支架

5:縫紉針

6:針桿

7:彎針

8:壓腳

10:行程驅動器

13:旋轉驅動馬達

16:彎針組件旋轉驅動器

31:齒帶

23:線桿組件

24:線桿

25:線張緊板

26:張緊單元

27:針桿旋轉組件

43:芯軸

II:觀察方向

x,y,z:直角坐標系

Claims (10)

1. 一種縫紉機（1） 包括針桿（6），所述針桿（6）用於保持縫紉針（5）以引導面線， 包括針板，所述針板具有用於所述縫紉針（5）在線跡形成期間穿過的開口， 包括壓腳（8），用於在線跡形成期間將縫料固定在所述針板的區域中， 包括針桿旋轉驅動器（14），用於使所述針桿（6）圍繞沿所述針桿延伸的針桿軸線（15）旋轉。
2. 如請求項1所述的縫紉機，其特徵在於，所述壓腳（8）不可旋轉地安裝在所述針桿（6）上，使得當所述針桿（6）圍繞針桿軸線（15）旋轉時，所述壓腳（8）隨所述針桿（6）一起旋轉。
3. 如請求項1所述的縫紉機，其特徵在於，用於所述針桿（6）和所述壓腳（8）至少其中之一的行程調整的行程驅動器（10）。
4. 如請求項3所述的縫紉機，其特徵在於，所述行程驅動器（10）被設計爲機動化的致動器。
5. 如請求項3所述的縫紉機，其特徵在於，可通過針桿旋轉驅動器（14）隨所述針桿（6）和所述壓腳（8）一起旋轉的針桿旋轉組件（27）具有旋轉盤（28），其中所述旋轉盤（28）的中心盤軸線與針桿軸線（15）重合，其中行程驅動器（10）固定到縫紉機（1）的機架上並通過與針桿旋轉組件（27）的連接協作以用於行程移位。
6. 一種縫紉機（1） 包括針桿（6），所述針桿（6）用於保持縫紉針（5）以引導面線， 包括針板，所述針板具有用於所述縫紉針（5）在線跡形成期間穿過的開口， 包括針桿旋轉驅動器（14），用於使所述針桿（6）圍繞沿與所述針桿延伸的針桿軸線（15）旋轉， 包括彎針組件（17），所述彎針組件（17）具有彎針（7），所述彎針（7）用於與所述縫紉針（5）協作形成線跡並用於引導底線， 具有彎針縫紉驅動器，用於使所述彎針（7）圍繞彎針軸線（9）旋轉， 具有彎針組件旋轉驅動器（16），用於使所述彎針組件（17）圍繞彎針組件軸線（18）旋轉，所述彎針組件軸線（18）與所述彎針軸線（9）不重合。
7. 如請求項6所述的縫紉機，其特徵在於，所述彎針軸線（9）與所述彎針組件軸線（18）平行且間隔開來。
8. 如請求項6所述的縫紉機，其特徵在於，角齒輪（42-47）包括差動齒輪單元（44），所述角齒輪（42-47）用於由縫紉驅動馬達（41）使得所述彎針縫紉驅動器轉向。
9. 如請求項6所述的縫紉機，其特徵在於，所述針桿旋轉驅動器（14）和彎針組件旋轉驅動器（16）從同一個旋轉驅動馬達（13）轉向。
10. 如請求項9所述的縫紉機，其特徵在於，用於所述將針桿旋轉驅動器（14）和所述彎針組件旋轉驅動器（16）從所述旋轉驅動馬達（13）轉向的角齒輪包括至少一個齒帶轉向單元（19、21、31）。