CH704599A1 - Aktivierungsvorrichtung zur weg- und zeitabhängigen Bewegung einer Fadenschneid- und Anstickeinheit und einer Fadenbremse. - Google Patents

Abstract

Die Aktivierung zur weg- und zeitabhängigen Bewegung einer Fadenschneid- und Anstickeinheit (7) und der Fadenbremse (25) erfolgt durch ein von der Hauptwelle (9) angetriebenes Kurvengetriebe und eine auf der Oberwelle (17) angeordnete Kurventrommel (75). Dadurch ist eine absolute Synchronisation der Elemente der Fadenschneid-und Anstickeinheit (7), der Fadenbremse (25) und dem Greifer sowie der Nadel gewährleistet.

Description

[0001] Gegenstand der Erfindung ist eine Aktivierungsvorrichtung zur weg- und zeitabhängigen Bewegung einer Fadenschneid-und Anstickeinheit und dergleichen.

[0002] Beim Nähen und insbesondere aber beim Sticken auf Haushaltnähmaschinen werden durch die Mustergestaltung ein häufiger Abschluss einer Naht und ein Neuanfang einer Naht oder eines Stickmusters notwendig. Dabei ist es wichtig, dass einerseits das Beenden einer Naht und Abschneiden der Fäden und die Lage der Enden der abgeschnittenen Fäden optimal ausgeführt ist und dass beim Annähen oder Ansticken einer neuen Naht auch die ersten Stiche mit satten Knoten erfolgen. Ein mögliches Verfahren, diese Voraussetzung zu schaffen, wird in der Schweizer Patentanmeldung Nr. 00339/11 beschrieben. Um die dort aufgezeigten Verfahrensschritte bezüglich Weg und Zeit sicher durchführen zu können, werden hohe Ansprüche an die Aktorik der Fadenschneid- und Anstickvorrichtung gestellt. Nebst dem Schneiden der Fäden und dem Annähen oder Ansticken werden auf Haushaltnähmaschinen auch andere Funktionen bedarfsweise zugeschaltet, welche eine von der Hauptwelle angetriebene Aktorik mit einem weg- und zeitabhängigen Verlauf aufweisen müssen.

[0003] Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, eine Aktivierungsvorrichtung zu schaffen, welche durch die Hauptwelle der Nähmaschine angetrieben wird und so zwangsweise einen synchronen weg- und zeitabhängigen, auf die durchzuführenden Funktionen abgestimmten Ablauf der Verfahrensschritte ermöglicht.

[0004] Gelöst wird diese Aufgabe durch eine Aktivierungsvorrichtung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Aktivierungsvorrichtung sind in den abhängigen Ansprüchen umschrieben.

[0005] Die erfindungsgemässe Aktivierungsvorrichtung weist einen einfachen Aufbau auf und ist daher kostengünstig herstellbar. Alle Funktionen verlaufen zwangsweise synchron zur Hauptwelle und damit zu den stichbildenden Organen der Nähmaschine. Die Auslösung der verschiedenen Bewegungen bezüglich Zeitpunkt und Weg erfolgt durch einen einzigen Hubmagneten, wobei die Einkupplung der mechanischen Elemente wiederum unabhängig vom exakten Zeitpunkt der Aktivierung durch den Hubmagneten direkt über synchron zu den stichbildenden Elementen umlaufenden Nocken erfolgt. Der einzig richtige und vorgegebene Startpunkt ist dadurch sichergestellt.

[0006] Anhand eines illustrierten Ausführungsbeispiels zum Schneiden und Ansticken wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigen <tb>Fig. 1<sep>Eine perspektivische Darstellung der Antriebselemente einer Nähmaschine im Ober-und im Unterarm (Gehäuse weggelassen), <tb>Fig. 2<sep>eine vergrösserte Darstellung der mechanischen Elemente im Unterarm der Nähmaschine, <tb>Fig. 3<sep>eine perspektivische Darstellung der Aktorik zu Beginn des Fadenschneidvorgangs, <tb>Fig. 4-11<sep>perspektivische Darstellungen der Aktorik bei unterschiedlichen Positionen während des Schneidvorgangs, <tb>Fig. 12<sep>eine vergrösserte Darstellung in Perspektive des Kupplungshebels und des Stellrings vor dem Einkuppeln, <tb>Fig. 13<sep>eine vergrösserte Darstellung in Perspektive des Kupplungshebels und des Stellrings nach dem Einkuppeln, <tb>Fig. 14<sep>eine schematische Darstellung der Aktorik beim Schneidprozess und beim Anstickprozess, <tb>Fig. 15<sep>eine perspektivische Darstellung der Aktorik für das Betätigen der Fadenbremse, <tb>Fig. 16<sep>eine perspektivische Darstellung des Kupplungs- und Übertragungselements für die Betätigung der Fadenbremse, <tb>Fig. 17<sep>eine perspektivische Darstellung einer Kurvenscheibe zum Auslösen des Bewegungsablaufs, <tb>Fig. 18a-c<sep>drei unterschiedliche Stellungen eines Sicherungsstiftes, <tb>Fig. 19<sep>eine weitere Ausgestaltung der Aktorik für das Betätigen der Fadenbremse mit einem Bowdenzug, <tb>Fig. 20<sep>eine Ansicht auf die Aktorik für die Betätigung der Fadenspannungssteuerung.

[0007] In der Skelettdarstellung der Antriebselemente einer Nähmaschine 1 ist eine Stichplatte 3 und darunter ein Greiferaufnahme 5 ohne Spulenkapsel dargestellt. Links von der Stichplatte 3 ist der hintere Teil einer Schneid- und Anstickeinheit 7 sichtbar. Mit Bezugszeichen 9 ist die Hauptwelle bezeichnet, welche an ihrem linken Ende mit dem Greifer 11 verbunden ist und an deren hinteren Ende eine erste Riemenscheibe 13 für den Übertrieb von der Hauptwelle 9 auf eine zweite Riemenscheibe 15 auf der Oberwelle 17 angeordnet ist. Das vordere Ende der Oberwelle 17 steht in Wirkverbindung mit dem Antrieb für die Nadelstange 19 und weiteren für die Erzeugung einer Naht notwendigen Elemente.

[0008] Nachfolgend wird als erstes eine erste Aktorik 21 für den Bewegungsablauf der Schneid- und Anstickeinheit für den Schneidprozess beschrieben und anschliessend eine zweite Aktorik 23 für die Betätigung einer Fadenbremse 25 zur Steuerung der Oberfadenspannung. Der Bewegungsablauf beim Annähen oder Ansticken erfolgt analog, jedoch durch eine zweite Kulisse.

[0009] Die Fig. 2 zeigt in der vergrösserten Darstellung den Greifer 11, die Schneid- und Anstickeinheit 7 und das Getriebe 27 für den Übertrieb von der Hauptwelle 9 zu einer Ritzelwelle 29 für ein Ritzel 31, welches über einen Zahnriemen 33 den Greifer 1 antreibt. Weiter ist in Fig. 2 ein um eine Welle 35 schwenkbarer Hebel 37 zum linearen Verschieben der nicht stationär angeordneten Elemente Schneid- und Anstickeinheit 7 sichtbar. Das Ritzel 31 umfasst im Zentrum eine Scheibe 39, in welcher auf beiden Stirnflächen umlaufende Kulissen bildende Nuten eingelassen sind. Die erste Nut 41 dient der Führung eines ersten Bolzens 45 an einem äusseren Schalthebel 47 für den Bewegungsablauf beim Schneiden. Die zweite Nut oder Kulisse 43 dient der Führung eines zweiten Bolzens 49 für die Führung eines inneren Schalthebels 51 für den Bewegungsablauf beim Annähen. «Aussen» bedeutet näher bei der Gehäusewand des Nähmaschinenunterarms, «innen» bedeutet im Zentrum, in der Nähe der Hauptwelle 9, gelegen.

[0010] Zur Durchführung eines Schneidvorgangs der Fäden am Ende einer Naht, der durch ein Signal der Näherin, z.B. durch einen Tastendruck erfolgt, wird bei einem Oberwellenwinkel von 220° die Aktivierung der Fadenschneideinheit 7 (nicht detailliert dargestellt) ausgelöst. In der Fig. 3., welche, im Gegensatz zu den Fig. 1 und 2, eine Ansicht des Ritzels 31 für den Zahnriemen 33 von hinten zeigt, sind auf einer Basisplatte oder direkt auf dem Rahmen der Nähmaschine ein Kupplungsschlitten 55 und, mit diesem fest verbunden, eine Wippe 57 dargestellt. An der Wippe 57 sind der äussere Schalthebel 47 und der innere Schalthebel 51 angelenkt und mit einem Kupplungshebel 59 verbunden. Der Kupplungshebel 59 steht mit seinem freien Ende im Kontakt mit einem Stellring 61, auf dessen Stirnfläche Bolzen 63 angeordnet sind. Der Stellring 63 sitzt auf der Hauptwelle 9 (in den Fig. 3ff. ist die Hauptwelle 9 nicht dargestellt) und wird von dieser beim Nähen oder Sticken synchron angetrieben. Durch einen Magnet 65 kann der Kupplungshebel 59 um eine vertikal liegende Achse A geschwenkt werden, um in Eingriff mit einem der beiden Bolzen 63 am Stellring 61 zu gelangen. Im vorliegenden Beispiel in den Eingriff für das Schneiden der Fäden bei einem Anfangswinkel von 220°.

[0011] Nachfolgend wird nun die Auslösung der Funktionen durch die Aktivierungsvorrichtung für den Kupplungsschlitten 55 bzw. den Antrieb der Schneid- und Anstickeinheit 7 beschrieben. Nach der Aktivierung des Magneten 65 schwenkt der Kupplungshebel 59, wie in Fig. 4gezeigt, im Uhrzeigersinn (Pfeil P+) und gelangt in Eingriff mit einem der Bolzen 63 und zwar mit demjenigen Bolzen 63, der für den Schneidvorgang zuständig ist (Fig. 5 und 6). Dies bedeutet, dass der Kupplungshebel 59 den äusseren Schalthebel 47 im Gegenuhrzeigersinn schwenkt, indem der Bolzen 63 den Kupplungshebel 61 nach hinten schiebt, bis der Kupplungsbolzen 67 am freien Ende des Hebels 47 in die Nut oder Kulisse 41 an der ersten Riemenscheibe 13 eingreift. In den Fig. 3bis 5 ersichtlich, dass nach 40°-Drehung der Oberwelle der Kupplungsbolzen 67 vollständig in Eingriff mit der Kulisse 41 gelangt. Da die Kulisse 41 keinen konzentrischen Kreis zur Achse der Ritzelwelle 29 beschreibt, sondern eine Kurve, welche den Ablauf des Schneidens gemäss einem vorgegebenen Weg- und Zeitprogramm erzeugt, wird der äussere Schalthebel 47, welcher horizontal geführt ist, in Längsrichtung, hier in + X nach links geführt. Dadurch wird über den Kupplungsschlitten 55 die Schneideinheit in Fig. 1 nach rechts geführt.

[0012] In den Fig. 7 bis 10 sind die einzelnen Verschiebeabschnitte ersichtlich und der maximale Vorschub erfolgt in der Situation gemäss Fig. 9. Im Bereich von beispielsweise 0° bis 60° Oberwellenwinkel weist die Kulisse 41 einen konstanten Radius auf und daher erfolgt dann keine Bewegung des Kupplungsschlittens 55. Kurz vor einer vollen Umdrehung der Hauptwelle bei ca. 190° wird der Kupplungshebel 59 vom Bolzen 63 am Stellring 61 wieder aus der Kulisse 41 herausgezogen und gelangt dann bereits bei 215°, d.h. 5° vor der vollen Umdrehung ausser Eingriff mit der Kulisse 41. Der Schneidvorgang ist dann beendet.

[0013] In analoger Weise verläuft der Antrieb der Anstickeinheit 7, jedoch wird durch das Einkuppeln des Kupplungshebels 59 in den zweiten Stellringbolzen 63 in einer anderen Drehwinkelposition der Oberwelle der Kupplungshebel 59 derart bewegt, dass der innere Schalthebel 51 im Uhrzeigersinn bewegt und der an dessen freien Ende angeordneten Kupplungsbolzen 69 in die zweite Nut oder Kulisse 43 eingreift. In Fig. 3 ist ersichtlich, dass der zweite Kupplungsbolzen 49 beabstandet zur Kulisse 43 liegt und so verharrt bis der Anstickvorgang ausgelöst wird. Zudem ist die Länge des inneren Schalthebels 51 wesentlich kürzer als diejenige des äusseren Schalthebels 53, sodass der Eingriff in die Kulisse 43, die nicht die gleiche geometrische Formgebung aufweist wie die äussere Kulisse 41, einen völlig anderen Bewegungsablauf verursacht als dies beim Schneiden der Fäden der Fall ist. Dadurch erfolgt der Eingriff des zweiten Bolzens 49 in die zweite Nut 43 zu einem anderen Zeitpunkt bzw. in einer anderen Winkelposition der Oberwelle 17 als beim Schneiden. Dadurch werden die Fäden an der Fadenschneid- und Anstickeinheit 7 nach einem anders verlaufenden Weg- und Zeitablauf geführt als beim Schneiden und es kann die entsprechende Funktion des Anstickens erreicht werden.

[0014] In den vergrösserten Darstellungen des Stellrings 61 mit dem Bolzen 63 sowie des Kupplungshebels 59 ist deren gegenseitige Lage ersichtlich. Der Kupplungshebel 59 ist noch nicht an die Bolzen 63 herangeführt und es erfolgt daher keine Bewegung des inneren Schalthebels 51. Durch das Auslösen des Näh- oder Anstickvorgangs durch den Magnet 65 schwenkt der Kupplungshebel 59 im Uhrzeigersinn auf den Stellring 61 zu und der im Bild in Drehrichtung vorne liegende Bolzen 63 gelangt in Anlage mit der Kante 53. Dadurch wird der Kupplungshebel 59 in Richtung des Pfeils V nach vorne gezogen und dadurch der innere Schalthebel 51 im Uhrzeigersinn geschwenkt und dessen am Ende des Schalthebels 51 angebrachte zweite Bolzen 49 in die zweite Nut 43 eingeführt. Sobald diese formschlüssige Verbindung aufgebaut ist, wird der innere Schalthebel 51 durch den Verlauf der zweiten Nut 43 linear verschoben, und zwar nach dem durch die Kulissenform vorgegebenen Wegzeitdiagramm.

[0015] In der Fig. 14 sind die Unterschiede zwischen dem Schneidprozess und dem Anstickprozess nochmals schematisch dargestellt. Beim zuerst beschriebenen Schneidprozess (rechte Abbildung in Fig. 14) ist ersichtlich, dass die beiden Kulissen 41 und 43 eine unterschiedliche geometrische Form aufweisen und folglich zu zwei völlig verschiedenen Bewegungsabläufen führen, nach welchen der Kupplungsschlitten 55 und mit diesem die Schneid- und Anstickeinheit 7 geführt wird.

[0016] Um den Näh- und Stickprozess, aber auch das Schneiden der Fäden am Ende einer Naht optimal durchführen zu können, muss auch die Fadenspannung des Oberfadens durch die Fadenbremse 25 an die jeweiligen Prozessschritte beim Schneiden und beim Ansticken angepasst werden. In den Fig. 15bis 19wird nun die Funktionsweise bzw. die Aktivierung der Fadenbremse 25 aufgrund der jeweiligen Drehlage der Hauptwelle 9 bzw. Oberwelle 17 beschrieben. Wie bereits in der Übersichtsdarstellung in Fig. 1ersichtlich, erfolgt das Aktivieren der Fadenbremse 25 durch einen zweiarmigen Hebel 71, der um einen Schwenkpunkt 73 schwenkbar ist. Das eine Ende des Hebels 71 steht in Kontakt mit dem Kupplungsschlitten 47 (vgl. Fig. 3), d.h. alle Bewegungen, die während des Schneid-und Anstickprozesses vom Kupplungsschlitten 55 ausgeführt werden, werden auch auf den Hebel 71 übertragen. Das andere Ende des Hebels 71 steht in Eingriff mit der Aktorik 23 (vgl. Fig. 1), welche den zeitlichen Verlauf und Betrag der Schliesskraft der Fadenbremse 25 steuert. Die zweite Aktorik 23 umfasst gemäss Fig. 15eine Kurventrommel 75 mit einer auf deren Peripherie eingelassenen Kurve 77. An einer der Stirnflächen der Kurventrommel 75 kann eine teilweise radial offene Führungsnut 79 eingelassen sein, welche einen Haltestift 81 an einem Schwenkhebel 83 derart führt, dass ein Führungsstift 85 am Schwenkhebel 83, welcher in die Kurve 77 an der Kurventrommel 75 eingeschwenkt wird, sicher in der Kurve 77 verharrt, bis eine vollständige oder annähernd vollständige Drehung der Oberwelle 17 erfolgt ist (vgl. Fig. 17und 18a-c).

[0017] Die zweite Aktorik 23 arbeitet wie folgt. Durch den zweiarmigen Hebel 71 wird beim Schwenken desselben dessen Ende 71a bewegt und der Kupplungshebel 83 über einen Stab 89 nach unten gedrückt und der Führungsstift 85 in die Kurve 77 eingeschwenkt. Durch die konstante Drehung der Oberwelle 17 und die Ausbildung der Kurve 77 bewegt sich der Schwenkhebel 83 zuerst in X-Richtung. Dabei zieht er eine Öffnerlasche 91 (Fig. 13) mit. Durch diese Bewegung berührt sie eine Gabel 93 an der Öffnungslasche 91 und zieht auch diese mit. Die Gabel 93 bewegt ebenfalls ein Druckstück 95, wodurch die Fadenbremse 25 geöffnet wird. Die Dauer der Öffnung der Fadenbremse 25 wird durch die Kurve 77 gesteuert. Ab einem bestimmten Zeitpunkt muss die Fadenbremse 25 möglichst schnell wieder geschlossen werden. Mit Hilfe einer Drückerlasche 97 kann diese Aktion durchgeführt werden. Die Drückerlasche 97 ist auf einer verlängerten Welle der Fadenbremse 25 gelagert und in X-sowie in -X-Richtung beweglich.

[0018] In Fig. 19 ist eine weitere Ausgestaltung der Erfindung für die Übertragung des Steuerbefehls von der ersten Aktorik 21 auf die zweite Aktorik 23 mittels eines Bowdenzugs 99 dargestellt. Der Bowdenzug 99 wird nicht direkt vom Kupplungsschlitten 55 betätigt, sondern über eine dritte Aktorik 101 (gemäss Fig. 20). Die dritte Aktorik 101 umfasst einen Hauptträger 103, auf dem zwei Schlitten 105 und 107 linear verschiebbar angeordnet sind. Jeder Schlitten 105, 107 trägt je eine Klinke 109 und 111, welche Klinken 109, 111 jeweils um eine Drehachse auf den Schlitten 105 bzw. 107 schwenkbar sind. Die zweite Klinke III ist mit einer Verbindungslasche 113 am Kupplungsschlitten 55 verbunden. Bewegt sich der Kupplungsschlitten 55, angetrieben durch die erste Aktorik 21, in +X-Richtung, so stösst die zweite Klinke III an den Anschlag eines Auslöserschlittens 115. Sobald dieser dort ansteht, wird er mitbewegt. Sobald der zweite Kupplungsschlitten 107 den maximal möglichen Hub gefahren ist, befinden sich die beiden Klinken 109 und 111 hintereinander. Das heisst, deren hakenförmigen Enden 117 und 119 rasten ineinander ein.

[0019] Wenn sich nun der zweite Kupplungsschlitten 107 in die entgegengesetzte Richtung (-X) bewegt, bleiben die beiden Klinken 109 und 111 vorerst stehen und es findet ein Leerhub statt, und zwar deshalb, weil der Auslöseschlitten 115 zur Ausgangslage zurückfährt. Erst am Ende dieses Leerhubs wirkt die Verbindung der beiden Klinken 109 und III. Dann ist der erste Schlitten 105 an einem Auslöser 121 angelangt. Der Auslöser 121 ist als verstellbarer Exzenter ausgebildet, mit dem der Auslösezeitpunkt eingestellt werden kann. Durch das Überfahren dieses Auslösepunkts wird die Verbindungslasche 109 geschwenkt und die Klinkenverbindung aufgehoben.

[0020] Selbstverständlich ist die beanspruchte Aktivierungsvorrichtung auch auf andere weg- und zeitabhängige Verfahren als das Schneiden und Annähen an der Nähmaschine einsetzbar.

Claims (11)

1. Aktivierungsvorrichtung zur weg- und zeitabhängigen Bewegung einer Fadenschneid- und Anstickeinheit (7) eines anzutreibenden Kupplungsschlittens (55) sowie einer Fadenbremse (25) durch die Hauptwelle (9) einer Näh- und Stickmaschine, bei der durch ein Auslösesignal ein Kupplungsglied bewegt wird, welches je nach Drehwinkel der Oberwelle einen Schalthebel (47,51) in eine Kulisse (41,43) für das Schneiden der Fäden oder für das Ansticken einführt und dadurch die weg- und zeitabhängige Bewegung der Schneid- oder der Stickeinheit (7) sowie synchron dazu der Fadenbremse (25) betätigt.

2. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Kupplungsglied ein Kupplungshebel (59) dient, der durch Bestromung eines Magneten (65) in Eingriff mit einem Stellring (61) auf der Hauptwelle (9) bringbar ist.

3. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupplungshebel (59) mit einer Wippe (57) verbunden ist, mit welcher zwei Schalthebel (47,51) fallweise entweder mit der Kulisse (41) für das Schneiden oder mit der Kulisse (43) für das Ansticken schwenkbar sind.

4. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kulissen (41,43) an den beiden Stirnflächen einer von der Hauptwelle (9) angetriebenen Scheibe (39) ausgebildet sind.

5. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (39) als Antriebsritzel (31) des Greifers (5) fungiert.

6. Aktivierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalthebel (47, 51) um eine gemeinsame Achse schwenkbar gelagert sind und dass an deren freien Enden Bolzen (45, 49) für den Eingriff in die Kulissen (41, 43) angeordnet sind.

7. Aktivierungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenbremse (25) von einer dritten Aktorik (101) betätigt wird, die vom Kupplungsschlitten (55) antreibbar ist.

8. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Aktorik (101) durch einen Hebel (71) oder einem Bowdenzug (99) mit dem Kupplungsschlitten (55) formschlüssig verbunden ist.

9. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Aktorik (101) eine auf der Oberwelle (17) der Nähmaschine sitzende oder von dieser angetriebenen Kurventrommel (75) umfasst, in deren Kurvenbahn (77) ein Führungsstift (85) über einen Schwenkhebel (83) einschwenkbar und über ein Verbindungsglied die Fadenbremse (25) betätigbar ist.

10. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkhebel (83) mit dessen in die Kurvenbahn (77) einschwenkbaren Führungsstift (85) durch den Hebel (71) der Führungsstift (85) in die Kurvenbahn (77) einführbar und herausführbar und dadurch die Fadenbremse (25) entsprechend dem Verlauf der Kurvenbahn (77) in der Kurventrommel (75) aktivierbar ist.

11. Aktivierungsvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Aktorik (101) eine Klinkenanordnung umfasst, die mit dem Kupplungsschlitten (55) verbunden ist und von welcher über den Bowdenzug (99) die zweite Aktorik (23) betätigt und mit dieser die Fadenbremse (25) aktiviert wird.