DE4135556A1 - Vorrichtung zur aufnahme und uebertragung einer nadel bei einer naehmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Aufnahme und Übertragung einer Nadel bei einer Nähmaschine, insbesonde­ re eine Vorrichtung, die befähigt ist, eine einzige Nadel abwechselnd sowohl als untere wie auch als obere Nadel mit Bezug auf ein Werkstück einzusetzen.

Es sind Hand- oder Steppstichnähmaschinen bekannt, bei denen ein Paar von Nadelstangen 1, 1 (Fig. 4) einander gegenüberliegend und koaxial zueinander angeordnet sind, wobei eine (in Fig. 4 nicht dargestellte) Nadelplatte zwischen ihnen verläuft, so daß eine Nadelstange unter und die andere Nadelstange über der Nadelplatte liegt. Dabei wird eine Nadel 2, die an ihren beiden einander gegenüber­ liegenden Enden mit Spitzen versehen ist (Fig. 5) von der oberen Nadelstange zur unteren Nadelstange und umgekehrt übertragen, und zwar in Abhängigkeit von der Auf- und Abbewegung der beiden Nadelstangen, die sich gewöhnlich in vertikaler Richtung bewegen.

Die Nadel 2 ist in ihrer Mitte mit einem Nadelöhr 3 und mit gekrümmten Aussparungen 4 an ihren einander gegenüber­ liegenden Seiten in der Nähe der oberen und unteren Spitze versehen. Die Nadel 2 wird mit Hilfe von Druck- oder Preß­ kugeln 5 gegen die Aussparungen 4, wie in Fig. 6 gezeigt, stationär festgehalten.

Jede der Kugeln 5 wird in einer Rinne, Bahn oder Nut 1a, die an der inneren Peripherie der Nadelstange 1 ausgebil­ det ist, festgehalten sowie auch in einer Öffnung 6a in einem Kugelhalter 6, der in einen Zylinder 7 eingesetzt ist. Wenn ein reduzierter Abschnitt 8 unterhalb der Nut a der Nadelstange 1 in Eingriff mit den Kugeln 5 ist, werden die Kugeln zur Mittelachse der Nadelstange 1 gedrückt und in die Aussparungen 4 eingepaßt, wodurch die Kugeln dort festgeklemmt werden.

Die Nadel 2 wird durch einen (nicht dargestellten) Nadel­ stangenhubmechanismus aus einer Position, in der ihre obere Spitze in der oberen Nadelstange 1 festgehalten ist, wie in Fig. 6 dargestellt, nach unten bewegt, so daß sie ihren unteren Totpunkt einnimmt. Zu dieser Zeit schlägt ein am Zylinder 7 befestigter Kragen 9 gegen die Oberseite eines Nadelstangenlagers 10 an, das an einem Maschinenrah­ men befestigt ist, und hindert ihn daran, sich weiter nach abwärts zu bewegen, während die Nadelstange 1 durch den Hubmechanismus gegen die Wirkung einer Feder 30 weiter abgesenkt wird. Zu Beginn der Abwärtsbewegung der Nadel­ stange 1 folgt der Kugelhalter 6 der Nadelstange 1 nach, um den Halter unter dem Einfluß einer Feder 31 abzusenken. Anschließend hält der Kugelhalter 6 in einer Position an, in welcher die Kugeln 5 gegen die unteren Enden eines Schlitzes 7a im Gehäuse 7 anliegen. Hierauf wird die Nadelstange 1 allein weiter abgesenkt. Als Ergebnis hier­ von liegt der reduzierte Abschnitt 8 der Nadelstange 1 nach unten von den Kugeln 5 weg, und entspannt die Kraft, durch welche die Kugeln 5 gegen die Aussparungen 4 in der Nadel 2 gedrückt werden.

In diesem Zustand kann die Nadel 2 ihre untere Spitze in die untere Nadelstange einführen, wobei sie an den Kugeln 5 angreift und diese in den Aussparungen 4 der Nadel 2 hält, wodurch der Aufnahme- und Übertragungsvorgang der Nadel 2 abgeschlossen ist.

Wenn bei derselben Anordnung, wie zuvor beschrieben, die untere Nadelstange 1 ihren oberen Totpunkt erreicht hat, werden die Kugeln 5 von den Aussparungen 4 der Nadel 2 abgelöst und geben die untere Spitze der Nadel 2 frei. Gleichzeitig wird die obere Spitze der Nadel 2 von der oberen Nadelstange festgehalten. Auf diese Weise wird die Nadel 2 immer abwechselnd aufgenommen und übertragen, so daß sich an einer Nähmaschine eine kontinuierliche Nähope­ ration durchführen läßt.

Die Fig. 7A bis 7F zeigen aufeinander folgende Schritte des Nähvorgangs. Insbesondere zeigt die Fig. 7A die Art und Weise, in welcher ein oberer Greifer 12 in eine Schleife eines Fadens 11 eingeführt wird. Die Fig. 7B zeigt, wie die Fadenschleife durch den oberen Greifer 12 festgehalten oder "verwickelt" wird. Die Fig. 7C bis 7E zeigen, in welcher Weise die Nadel 2 beim Nähvorgang abge­ senkt wird. In Fig. 7F ist dargestellt, wie die Faden­ schleife von einem unteren Greifer 13 festgehalten oder "verwickelt" wird.

Eine derartige herkömmliche Nadelaufnahme- und -Übertra­ gungsvorrichtung an einer Handstichmaschine, wie zuvor beschrieben, ist deshalb mit Nachteilen behaftet, weil hohe Stoßgeräusche immer dann verursacht werden, wenn eine Übertragung der Nadel 2 von der oberen zur unteren Nadel­ stange oder umgekehrt ausgeführt. Dieser Vorgang ist von Kollisionen des Kragens 9 mit dem Lager 10 begleitet. Die Federn 30, 31 die in der Nadelstange 1 angeordnet sind, müssen aus Raumgründen klein dimensioniert werden, so daß aufgrund der sich ständig wiederholenden Relativbewegungen des Kugelhalters 6 und des Gehäuses 7 in der Nadelstange die Standzeit der Anordnung erheblich verkürzt ist.

Eine weitere Schwierigkeit besteht bei der Einstellung der Druckkraft an der Feder 30 oder 31. Wenn beispielsweise die Feder 30 zu weich ist, wird der Zylinder 7 durch die Stoßkraft infolge Kollision des Kragens 9 mit dem Lager veranlaßt, sich zu verbiegen und von einer Position abzu­ weichen, in der die Nadel liegt, wenn die Nadel aufgenom­ men und übertragen wird.

Wenn im Gegensatz hierzu die Feder zu steif ist, treten Probleme mit Bezug auf die mechanische Festigkeit auf, nämlich es kann eine Spindel 32, die mit dem Zylinder 7 verbunden ist, leicht brechen, da die Nadelstange als Gan­ zes schlank ausgebildet ist. Wenn andererseits die weitere Feder 31 zu weich ist, ermöglicht dies ein Kriechen des Kugelhalters 6 gegen die Vorspannung der Feder, wenn die Nadel übertragen wird, so daß die Aussparungen in der Nadel 2 mit den Kugeln nicht mehr ausgerichtet sind, was zu einer fehlerhaften Einspannung der Nadel führen kann.

Es ist Aufgabe der Erfindung, den geschilderten Mängeln des Standes der Technik abzuhelfen und eine gattungsgemäße Vorrichtung so zu verbessern, daß eine einwandfreie Über­ tragung der Nadel von der einen zur anderen Nadelstange in jeder Richtung möglich ist.

Erfindungsgemäß soll eine Nadelaufnahme- und -Übertra­ gungsvorrichtung vorgeschlagen werden, bei der ein Elek­ tromagnet ein- und ausgeschaltet wird, um hierdurch die Nadel jeweils aufzunehmen und von der einen zur anderen Nadelstange zu übertragen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung liegt darin, eine gat­ tungsgemäße Vorrichtung so auszugestalten, daß sie im Gegensatz zum Stand der Technik im Betrieb geräuschlos arbeitet.

Schließlich soll die erfindungsgemäß vorgeschlagene Vor­ richtung in ihrer Konstruktion einfach sein und keine Abnutzungen und Beschädigungen ihrer Teile zeigen, insbe­ sondere mit Bezug auf Federn und dergleichen, so daß ins­ gesamt eine lange Lebensdauer der Vorrichtung gesichert ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung soll insbesondere ohne eine Kugel in der Nadelstange oder Aussparungen in der Nadel auskommen und dennoch eine sichere Aufnahme und Übertragung der Nadel gewährleisten.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird unter Vermeidung der Schwierigkeiten des Standes der Technik durch eine Vorrichtung zur Aufnahme und Übertragung einer Nadel bei einer Nähmaschine gelöst, bei welcher ein Nadel­ übertragungsmechanismus vorgesehen ist, welcher durch die Betätigung eines Elektromagneten geöffnet und geschlossen werden kann.

Im einzelnen erfolgt die Lösung der Erfindungsaufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1.

Die nachstehende Beschreibung einer bevorzugten Ausfüh­ rungsform der Erfindung dient im Zusammenhang mit beilie­ gender Zeichnung der weiteren Erläuterung. Es zeigen:

Fig. 1-3 Teilschnittansichten mit einer Darstel­ lung der Art und Weise, in welcher eine Vorrichtung zur Aufnahme und Übertragung einer Nadel gemäß der Erfindung betätigt wird;

Fig. 4 eine Darstellung zur Erläuterung einer herkömmlichen Nadelaufnahme- und -Über­ tragungsvorrichtung;

Fig. 5 eine Ansicht zur Erläuterung der Ausbil­ dung einer Nadel, wie sie in herkömm­ lichen Vorrichtungen verwendet wird;

Fig. 6 eine Ansicht von Einzelheiten eines Nadelabstützmechanismus bei der bekann­ ten Vorrichtung und

Fig. 7A-7F Darstellungen, welche den Ablauf der Nähoperation bei einer Handstichmaschine zeigen.

In Fig. 1 ist eine hohle Nadelstange 1 dargestellt, die in sich einen gabelförmigen Eisenkern in Gestalt eines Klemmgliedes 15 enthält. Das Klemmglied 15 ist teilweise in "Backen" aufgespalten und vermittelt eine Öffnung 14 mit einem Schlitz in ihrer Mitte, von dem die obere Spitze einer Nadel 2, welche in die Nadelstange 1 eingesetzt wer­ den soll, aufgenommen wird. Das Klemmglied 15 verläuft von einem einen großen Durchmesser aufweisenden Ende 16 unter Verjüngung zu einem reduzierten Schaft 17 hin und vermit­ telt dabei eine schräg verlaufende, vorzugsweise konische, sich verjüngende Fläche 18. Ein Ringträger 19 in Form eines Ringes ist seinerseits konzentrisch zum Klemmglied 15 angeordnet und an seiner inneren Umfangsfläche mit einer sich mit Bezug auf die Fläche 18 komplementär ver­ jüngenden Fläche versehen, welche über die sich verjüngen­ de Fläche 18 des Klemmgliedes 15 paßt. Ein Solenoid oder Elektromagnet 22, der aus einem Joch 20 und einer Spule 21 besteht, ist ebenfalls in der Nadelstange 1 angeordnet und weist eine mittlere Öffnung 23 auf, in welcher der Schaft 17 des Klemmgliedes 15 hin- und herbeweglich aufgenommen ist. Eine Rückholfeder 25 ist zwischen der oberen Stirn­ seite des Schaftes 17 und einem propfenartigen Stoppglied 24, das an der Innenwand der Nadelstange 1 befestigt ist, angeordnet.

Da die oberen und unteren Nadelstangen miteinander iden­ tisch sind, wird hier lediglich eine einzige Nadelstange, nämlich die obere Nadelstange beschrieben.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Aufnahme und Übertra­ gung einer Nadel wird, wie zuvor erwähnt, so gefertigt, daß, wie in Fig. 2 dargestellt, dann, wenn die untere Nadelstange 1 in ihren oberen Totpunkt verschoben ist, wobei die Nadel 2 festgespannt ist, ihre obere Spitze in die Schlitzöffnung 14 des Klemmgliedes 15 an der oberen Nadelstange 1 gelangt. Dies wird durch einen (nicht dargestellten) Sensor abgefühlt, wodurch der Elektromagnet 22 an der oberen Nadelstange 1 erregt wird. Infolgedessen wirkt der Elektromagnet in der Weise, daß der Schaft 2 des Klemmgliedes 15 durch die elektromagnetische Kraft entge­ gen der Wirkung der Feder 25 durch die Mitte der Spule 21 des Magneten 22, wie in Fig. 3 dargestellt (nach oben), gezogen wird. In diesem Augenblick wird die sich verjün­ gende Fläche 18 des Klemmgliedes 15 gegen die komplementä­ re Fläche des ringförmigen Trägers 19 gepreßt, so daß sich das geschlitzte Klemmglied 15 in einer Richtung ver­ schiebt, in welcher sich die Breite der Schlitzöffnung 14 verringert. Als Ergebnis hiervon wird die Spitze der Nadel 2 sicher in die Schlitzöffnung 14 eingeführt und dort festgehalten.

In diesem Moment wird der Elektromagnet 22 für die untere Nadelstange ausgeschaltet, so daß die Nadel 2 von dem ent­ sprechenden Klemmglied durch entgegengesetzte Wirkung, wie oben beschrieben, freigegeben wird. Somit wird die obere Nadelstange 1 nunmehr zusammen mit der an ihr festgeklemm­ ten Nadel nach oben bewegt und wird anschließend mit der festgeklemmten Nadel wieder abgesenkt, um die Nähoperation ordnungsgemäß auszuführen.

Wenn die Nadel 2 in der oberen Nadelstange 1 durch das Werkstück verläuft und den unteren Totpunkt unterhalb des Werkstückes erreicht, wird die untere Nadelspitze in die untere Nadelstange 1 eingeführt. Der Elektromagnet 22 der oberen Nadelstange wird ausgeschaltet, und der Elektromag­ net 22 der unteren Nadelstange wird eingeschaltet, so daß sich die Nadelübertragung in der gleichen Weise vollzieht, wie zuvor beschrieben.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Aufnahme und Übertragung einer Nadel bei einer Nähmaschine, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
ein Paar von einander gegenüber in einer vertikalen Achse angeordneten Nadelstangen (1);
eine Nadel (2) mit je einer Spitze an einander gegen­ überliegenden Enden und mit einem Nadelöhr (3) in ihrer Mitte zum Einfädeln und Mitnehmen eines Nähfa­ dens;
Nadelaufnahme- und -Übertragungsmittel an den einan­ der gegenüberliegenden Enden der Nadelstangen (1) zum Hin- und Herbewegen der Nadel (2), wobei diese Mittel Klemmglieder (15) umfassen, die derart beweglich in jeder Nadelstange abgestützt sind, daß sie sich in der vertikalen Richtung relativ zur Nadel bewegen und im Zusammenhang mit dieser Bewegung die Nadel mon­ tierbar und demontierbar machen;
einen an jeder Nadelstange (1) befestigten Elektro­ magneten (22) zur Erzeugung einer magnetischen Kraft, durch welche die Klemmglieder (15) axial in der ver­ tikalen Richtung bei Erregung des Elektromagneten bewegbar sind; und
Betätigungsmittel (18, 19), die an jedem Klemmglied (15) bzw. jeder Nadelstange (1) derart angeordnet sind, daß die Klemmglieder die Nadel (2) durch ihre in der vertikalen Richtung erfolgende Relativbewegung festspannen und sie wieder freigeben, wenn sie sich in der entgegengesetzten vertikalen Richtung bewegen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Klemmglieder (15) eine in der vertikalen Richtung verlaufende Schlitzöffnung (14) mit Backen aufweisen, die sich in radialer Richtung öffnen und schließen können, um so die Nadel (2) freizugeben oder zwischen sich einzuspannen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsmittel eine am Klemmglied (15) ausgebildete, sich verjüngende Fläche (18) sowie eine weitere, dieser Fläche (18) gegenüberliegende, sich entsprechend verjüngende Fläche (Ring 19) an der Nadelstange (1) umfassen, wobei die letztere Fläche (Ring 19) an der Nadelstange (1) mit der sich verjün­ genden Fläche (18) des Klemmgliedes (15) in Eingriff bringbar ist, wenn sich das Klemmglied relativ zur Nadelstange verschiebt, um hierdurch die Schlitzöff­ nung (14) zu schließen und die Nadel einzuspannen.