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Kraftverstärkergetriebe für Nähmaschinen Die Erfindung betrifft ein
Kraftverstärkergetriebe zur Betätigung von manuell zu bedienenden Steuereinrichtungen
an Nähmaschinen, bestehend aus einer vom Antriebsmotor der Nähmaschine ständig angetriebenen
Mitnehmerwelle und auf dieser angeordneten Teiltourenkupplungen zur lösbaren Verbindung
der Mitnehmerwelle mit Betätigungsgliedern, die mit den Steuereinrichtungen der
Nähmaschine in Wirkverbindung stehen, wobei als Teiltourenkupplung eine auf der
Mitnehmerwelle angeordnete Schraubenfeder verwendet wird, deren eines Ende mit dem
entsprechenden Betätigungsglied verbunden ist.
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Die manuell oder mittels eines Pedals zu betätigenden Stoffdrücker,
Knopfklammern und sonstigen Steuereinrichtungen an Nähmaschinen, insbesondere an
Spezialnähmaschinen, erfordern von der Bedienungsperson eine erhebliche Arbeitsleistung.
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Es ist bekannt, diesen von der Bedienungsperson für die Betätigung
der genannten Einrichtungen erforderlichen Arbeitsaufwand mittels Servoeinrichtungen
in Form von Elektromagneten, die durch fußbetätigte Schalter gesteuert werden, zu
verringern. Diese Elektromagnete sind in der Anschaffung verhältnismäßig kostspielig,
und für ihren Betrieb sind Gleichrichter und Schalter erforderlich, außerdem nimmt
die Einrichtung einen erheblichen Raum der Nähanlage in Anspruch. Die Magnete haben
die unerwünschte Eigenschaft, daß beim Anlegen der Spannung an die Magnetspulen
deren Anker schlagartig angezogen werden, was unter anderem unangenehme Geräuschbildung
zur Folge hat. Außerdem können auftretende Defekte an der elektrischen Einrichtung
in den meisten Fällen nur von Spezialmonteuren beseitigt werden.
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Bekannt sind ferner Servoeinrichtungen für Gruppenstichnähmaschinen
zur Steuerung der Werkstückklammern und der Einschalteinrichtung. So ist bei einer
bekannten Einrichtung ein Elektromotor vorgesehen, der über ein Getriebe eine Welle
mit zwei Trommeln antreibt, die von Stahlbändern umschlungen sind. Die Bandenden
stehen einerseits mit den Fußtritten in Verbindung und andererseits mit der Betätigungseinrichtung
für die Werkstückklammern bzw. mit der Einrückvorrichtung der Nähmaschine. Beim
Niedertreten der Fußtritte schlingen sich die Stahlbänder je nach Stärke des Fußdruckes
mehr oder weniger fest um die in Umdrehung versetzten Trommeln und werden von diesen
in ihrer Drehrichtung mitgenommen. Durch den hierbei auftretenden Zug werden die
Steuerungseinrichtungen der Nähmaschine betätigt.
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Bei einer weiteren bekannten, an einer Knopflochnähmaschine zum Anheben
der Stoffklemmen bei gleichzeitiger Betätigung der Fadenabschneidvorrichtung und
für das Ankuppeln des umlaufenden Antriebsmotors an die Antriebswelle bei Betätigung
nur eines Pedals verwendeten Kupplungsvorrichtung ist eine ständig umlaufende, mit
Kupplungszähnen ausgebildete, lose auf einer Welle angeordnete Schnurscheibe vorgesehen.
Die Welle trägt eine Kupplungsscheibe, die derart mit den Kupplungszähnen auf der
Schnurscheibe in Wirkverbindung gebracht werden kann, daß die eine Betätigungseinrichtung
für die Nähmaschine antreibende Welle mit der Schnurscheibe für eine einmalige Umdrehung
verbunden ist.
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Das Einrücken dieser Kupplung geht infolge der verwendeten Zahnkupplung
schlagartig vor sich, wodurch naturgemäß ein hoher Verschleiß unvermeidbar ist.
Beide vorgenannten Servoeinrichtungen nehmen viel Raum in Anspruch, außerdem liegen
ihre Einzelteile frei, so daß sie nicht nur verschmutzen, sondern auch die Unfallgefahr
für die Bedienungsperson erhöht wird. Sie enthalten ferner eine Anzahl schmierungsbedürftiger,
frei liegender Lagerstellen, wodurch die Möglichkeit der Beschmutzung der Arbeitsstücke
und Kleidung der Bedienungsperson durch herumgeschleudertes Öl sehr nahe liegt.
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Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein rein mechanisch arbeitendes,
wenig Platz beanspruchendes Kraftverstärkergetriebe zur Betätigung manuell zu bedienender
Steuereinrichtungen an Nähmaschinen zu schaffen, das sowohl für die Betätigung der
Steuereinrichtungen von Schnellnähern als auch für Gruppenstichnähmaschinen verwendbar
ist. Es soll ferner nahezu wartungs- und störungsfrei arbeiten, wobei eventuell
auftretende Störungen und die Anpassung an verschiedeneNähmaschinentypen auchvonweniger
erfahrenen
Mechanikern beseitigt bzw. durchführbar sind. Die Bedienung des Kraftverstärkergetriebes
soll eine nur geringe Arbeitsleistung von der Bedienungsperson erfordern.
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Das erfindungsgemäße Kxaftverstärkergetriebe weist in bekannter Weise
eine vom Antriebsmotor der Nähmaschine ständig angetriebene Mitnebmerwelle und auf
dieser angeordnete Teiltourenkupplungen zur lösbaren Verbindung der Mitnehmerwelle
mit Betätigungsgliedern auf, die mit den Steuereinrichtungen der Nähmaschine in
Wirkverbindungen stehen. Als Teiltourenkupplung wird ebenfalls in bekannter Weise
eine auf der Mitnehmerwelle angeordnete Schraubenfeder verwendet, deren eines Ende
mit dem entsprechenden Betätigungsglied verbunden ist.
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Erfindungsgemäß sind zwei miteinander gekuppelte, wechselweise in
die Bewegungsbahn des anderen, abgebogenen Federendes der Schraubenfeder verschwenkbare
Anschläge angeordnet, die die Entkupplung des Betätigungsgliedes von der Mitnehmerwelle
bewirken. Jedes Betätigungsglied besteht aus einem auf der Mitnehmerwelle drehbar
angeordneten Exzenter und einer Exzentergabel, die an einer unter der Wirkung einer
Druckfeder stehenden, mit der Steuereinrichtung der Nähmaschine verbundenen Zugstange
befestigt ist. Der Exzenter ist mit einer auf der Mitnehmerwelle drehbar angeordneten
Bremsscheibe verbunden, an der ein Bremsstück unter der Wirkung einer Druckfeder
anliegt. Die Anschläge sind an zwei durch einen Verbindungshebel gelenkig miteinander
verbundenen Schalthebeln angeordnet, von denen der eine unter der Wirkung einer
Zugfeder steht, während der andere mit einem Getriebeeinschalthebel verbunden ist.
Dieser ist wahlweise mit einem der beiden Schalthebel und die Zugfeder mit dem anderen
der beiden Schalthebel verbindbar, wodurch bei Betätigung des Getriebeeinschalthebels
die Zugstange aus ihrer Ruhelage entweder eine nach unten oder eine nach oben gerichtete
Hubbewegung ausführt.
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Eine Umkehrung der Hubbewegung der Zugstange ist auch durch das Umhängen
von Schraubenfedern in die an der Mitnehmerscheibe des Exzenters um 180° versetzt
angeordneten Stifte möglich, in welche das Federende der Schraubenfeder wahlweise
einhängbar ist.
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Die Getriebeteile sind in einem öldicht abschließenden, ein Ölbad
enthaltenden Gehäuse aufgenommen, das mit einer an der Tischplatte befestigten Grundplatte
verbunden ist, an welcher doppelarmige Hebel zur Übertragung der Hubbewegungen der
Zugstangen auf die Steuereinrichtungen der Nähmaschine drehbar gelagert sind. Die
Getriebeschalthebel können über Ketten, Gestänge od.dgl. mit den Fußtritten der
Nähmaschine verbunden sein, wobei die Schwenkbewegung der Einschalthebel durch Anschläge
an den Gehäusedeckeln begrenzt ist.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung in einer Ausführungsform beispielsweise
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 das Kraftverstärkergetriebe an einer Tischplatte in
Verbindung mit dem Antriebsmotor der Nähmaschine und den Fußtritten in schaubildlicher
Ansicht von unten, Fig. 2 die Einzelteile des Kraftverstärkergetriebes in der Reihenfolge
ihrer Zugehörigkeit in schaubildlicher Ansicht und teilweise geschnitten, Fig. 3
einen Getriebedeckel des Kraftverstärkergetriebes mit den Schalthebeln und dem Getriebeeinschalthebel
in der Ruhelage, Fig.4 die der Fig.3 entsprechende Stellung des Exzenters und die
Zugstange in schematischer Darstellung, Fig. 5 den Getriebedeckel nach der Fig.
3 mit dem aus seiner Ruhestellung verschwenkten Getriebeeinschalthebel, Fig. 6 die
der Fig. 5 entsprechende Stellung der Hubeinrichtung in schematischer Darstellung,
Fig. 7 den Getriebedeckel des Kraftverstärkergetriebes mit den Schalthebeln in der
Ruhelage bei umgewandelter Wirkungsweise, Fig. 8 eine der Fig. 7 entsprechende Stellung
der Hubeinrichtung in schematischer Darstellung, Fig. 9 den Getriebedeckel des Kraftverstärkergetriebes
nach der Fig. 7 mit dem aus seiner Ruhestellung verschwenkten Getriebeinschalthebel,
Fig. 10 eine der Fig. 9 entsprechende Stellung der Hubeinrichtung in schematischer
Darstellung.
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Das Kraftverstärkergetriebe 1 (Fig. 1) ist mit einer Grundplatte 2
verschraubt, die an der Unterseite der Tischplatte 3 befestigt ist. Der Antrieb
des Kraftverstärkergetriebes 1 und der Nähmaschine 4, im vorliegenden Beispiel einer
Gruppenstichnähmaschine, erfolgt über einen Keilriemen 5 und den Riemen 6 mittels
des Antriebsmotors 7, der zu diesem Zweck mit zwei Riemenscheiben versehen ist.
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Die in der Fig. 1 dargestellte Gruppenstichnähmasehine 4 hat eine
Leerlaufscheibe 8, eine Antriebsscheibe 9 und einen Steuerhebel 10 zur Auslösung
einer Verschiebeeinrichtung 11 für den Riemen 6.
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Der über eine Keilriemenscheibe 12 zum Antrieb einem Mitnehmerwelle
13 im Kraftverstärkergetriebe 1 laufende Keilriemen 5 ist mit Hilfe einer am Getriebedeckel
14 verschwenkbar angeordneten Riemenspannrolle 15 nachspannbar. Zwei doppelarmige
Hebel 16
(nur einer sichtbar), die auf der Grundplatte 2 drehbar gelagert
sind, dienen zur Übertragung der Hubbewegungen von Zugstangen 17, 18 (Fig. 2) auf
den Steuerhebel 10 (Fig.1) der Verschiebeeinrichtung 11 für den Riemen 6 und eine
in der Zeichnung nicht weiter dargestellte Werkstückklemmvorrichtung.
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Das Kraftverstärkergetriebe 1(Fig. 2) weist ein Gehäuse 19 auf, das
durch zwei Getriebedeckel 14, 20 und mittels Schrauben 21 öldicht verschlossen ist.
Die durch das Gehäuse 19 hindurchgehende Mitnehmerwelle 13, auf der mittels Schrauben
22 die Keilriemenscheibe 12 befestigt ist, ist in den Deckeln 14, 20 drehbar gelagert.
Auf der Mitnehmerwelle 13 ist eine Buchse 23 aus Bronze od. dgl. aufgeschoben, auf
welcher in Gehäusemitte eine lose Scheibe 24 aubgeschoben ist, die von einer Bohrung
25 in einer Zwischenwand 26 im Gehäuse 19 aufgenommen ist. Um ein Verdrehen der
Scheibe 24 zu verhindern, weist sie eine Nase 27 auf, die in eine Aussparung
28 der Bohrung 25 zu liegen kommt.
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An beiden Seiten der Scheibe 24 liegen lose auf der Buchse 23 angeordnete
Bremsscheiben 29, 30 an, die im Durchmesser etwas größer gehalten sind als die Scheibe
24 und die ebenfalls in der Bohrung 25 im Gehäuse 19 aufgenommen sind. An den Bremsscheiben
29, 30 liegt ein Bremsstück 31 unter der Spannung einer Druckfeder 32 an. Das Bremsstück
31 wird in einer Bohrung 33 in der Mitte des Gehäuses 19 geführt; die Druckfeder
32 stützt sich an der Schraube 34 ab, die in einem Gewinde 35 im Gehäuse 19 aufgenommen
ist. Die Bremsscheiben 29, 30 haben Bohrungen 36 für die Aufnahme der hierfür beidseitig
mit Zapfen 37 ausgebildeten Exzenter 38, 39, die
mit ihren Lagerbohrungen
40 auf der Buchse 23 drehbar gelagert sind. Auf der Buchse 23 sind weiterhin nach
zwei Mitnehmerscheiben 41, 42 gelagert und mit Bohrungen 43 versehen, in die die
Exzenterzapfen 37 eingreifen. Die Buchse 23 schließt mit ihren beiden Stirnflächen
mit den äußeren Stirnflächen der Mitnehmerscheiben 41, 42 ab.
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Die Mitnehmerscheiben 41, 42 haben auf ihren äußeren Stirnseiten um
180° versetzt angeordnete Mitnehmerstiftpaare 44, 45 zum Einhängen von Schraubenfedern
46, 47, deren eines Federende zu diesem Zweck mit Ösen 48 ausgebildet ist. Die anderen
Federenden 49, 50 sind nach außen zu Ösen abgebogen. Die Schraubenfedern 46, 47
sind mit Vorspannung auf Kupplungshülsen 51, 52 aufgezogen, die mit Bohrungen 53
versehen sind und mittels Schrauben 54 auf der Mitnehmerwelle 13 derart befestigt
sind; daß die inneren Stirnflächen der Kupplungshülsen 51, 52 an den Stirnflächen
der Mitnehmerscheiben 41 und 42 und Buchse 23 anliegen. Die Buchse 23 ist dadurch
am Wandern auf der Mitnehmerwelle 13 verhindert.
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Im zusammengesetzten Zustand des Schaltgetriebes befindet sich der
Exzenter 38 zwischen zwei Exzenterbügeln 55, 56 und der Exzenter 39 zwischen den
Exzenterbügeln 57, 58. Die Exzenterbügel. sind mit rohrförmigen Befestigungsteilen
59, 60 ausgebildet, die auf die Zugstangen 17, 18 aufgeschoben und mittels Schrauben
61 auf diesen befestigt sind. Die Zugstangen 17, 18 sind im Gehäuse 19 geführt und
ragen aus diesem oben heraus. Sie stehen unter der Spannung von Druckfedern 62,
63, die sich in einem Gehäuseansatz 64 (Fig. 1) an Schrauben 65, 66 abstützen. Die
Zugstangen 17, 18 sind an ihren oberen Enden mit verdrehbaren Gabeln 67, 68 versehen,
wobei an der Gabel 67 der doppelarmige Hebel 16 für die Übertragung
der Einrückbewegung des Antriebsriemens angelenkt ist, während an der Gabel
68 ein nicht dargestellter doppelarmiger Hebel für die Betätigung der Werkstückklemmeinrichtung
der Nähmaschine angreift.
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In den Getriebedeckeln 14, 20 sind Schalthebel 69, 70 drehbar angeordnet,
die zu diesem Zweck auf Achsen 71, 72 befestigt sind. Auf der Außenseite des Getriebedeckels
14 ist auf der Achse 71 ein Einschalthebel 73 befestigt, der über eine in die Löcher
75 eingehängte Kette 76 (Fig. 1) mit dem Fußtritt 77 verbunden ist, während auf
der nicht sichtbaren Achse im Getriebedeckel 20 ein Einschalthebel 74 (versetzt
gezeichnet) befestigt ist, der über eine Kette 78 mit dem Fußtritt 79 in Verbindung
steht. Die aus dem Getriebedeckel 14 herausragende Achse 72 des Schalthebels 70
ist durch einen Stellring 80 gesichert. Die Schalthebel 69, 70 sind durch einen
um Schrauben 82 drehbaren Verbindungshebel 81 gelenkig miteinander verbunden (Fig.
2, 3 und 5). In den Schalthebeln 69, 70 sind Stifte 83, 84 eingesetzt, in welchen
eine Zugfeder 85 einhängbar ist. Das andere Ende der Zugfeder 85 kann in Stiften
86, 87 der Getriebedeckel 14, 20 eingehängt sein. Der Schalthebel 70 ist
mit einem Anschlag 88 versehen, während der Schalthebel 69 einen Anschlag 89 aufweist.
Die beiden Anschläge 88, 89 sind wahlweise durch Betätigung des Einschalthebels
74 in die Bewegungsbahn 90 (Fig. 3) des abgebogenen Federendes 49 verschwenkbar.
An den Getriebedeckeln 14, 20 sind Begrenzungsanschläge 91, 92 für die Einschalthebel
73, 74 vorgesehen. Die Innenkante 93 eines in den Getriebedeckeln 14, 20 eingearbeiteten
Dichtringes 94 bildet den Anschlag für die Stifte 83, 84 in den Schalthebeln 69,
70.
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Mit dem Getriebedeckel 14 ist ein Riemenspannbügel 95 (Fig. 1 und
2) verschraubt, an dem die Riemenspannscheibe 15 um eine Achse 96 drehbar angeordnet
ist. Der Riemenspannbügel 95 ist mit Langlöchern 97 versehen und mit den Schrauben
21 mit dem Getriebedeckel 14 verschraubt.
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Das Gehäuse 19 ist mit einem Befestigungsflansch 98 versehen, mit
dem es an der Grundplatte 2 (Fig. 1) angeschraubt ist. Das Getriebe läuft in einem
Ölbad, zur Kontrolle des Ölstandes dient ein Schauglas 99 und zum Ablassen des Öles
eine Ablaßschraube 100.
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Die Wirkungsweise des Kraftverstärkergetriebes ist wie folgt: Die
Mitnehmerwelle 13 wird von dem Antriebsmotor 7 der Nähmaschine 4 über den Keilriemen
5 in Drehrichtung des Uhrzeigers in Umdrehung gesetzt.
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Die abgebogenen Federenden 49, 50 der mit Vorspannung auf den Kupplungshülsen
51, 52 aufgebrachten Schraubenfedern 46, 47 liegen an den Anschlägen 88 (Fig. 3)
der Schalthebel 70 an, die durch die Zugfeder 85 in die Bewegungsbahn 90 der Federenden
49 hineingezogen worden sind. Durch die Anlage der Feder am Anschlag 88 werden die
Schraubenfedern 46, 47 entgegen ihrer Eigenspannung etwas aufgedreht, wodurch die
Kupplungshülsen 51, 52 mit der Mitnehmerwelle 13 sich mit nur mäßiger Reibung in
den Federn 46, 47 drehen, ohne die Hubeinrichtung in Tätigkeit zu setzen. Der Exzenter
39 steht hierbei, wie aus der Fig.3 ersichtlich und in der Fig.4 schematisch dargestellt,
in seiner höchsten Stellung, ebenso die Zugstange 18. Die Zugstange 18 und der Exzenter
39 werden in dieser Lage gehalten durch die Druckfeder 63 und durch das an den Bremsscheiben
29, 30 unter Federdruck anliegende Bremsstück 31.
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Durch Verschwenken des Einschalthebels 74 bis zum Anschlag 91 (Fig.
5) werden die Schalthebel "69, 70 ebenfalls verschwenkt, wobei der Anschlag 88 das
Federende 49 freigibt. Die Schraubenfeder 47 erhält dadurch ihre Vorspannung zurück,
die noch verstärkt wird durch die Reibung auf der Kupplungshülse 52, wodurch die
Feder 47 und damit auch die Mitnehmerscheibe 42, der Exzenter 39 und die Bremsscheibe
30 mitgenommen werden, jedoch nur für eine halbe Umdrehung, da das Federende 49
nunmehr an dem in seine Bewegungsbahn 90 geschwenkten Anschlag 89 des Schalthebels
69 zur Anlage kommt. Hierdurch wird die Vorspannung, wie oben geschildert, wieder
aufgehoben, und die Mitnehmerwelle 13 mit den Kupplungshülsen 51, 53 können sich
wieder frei drehen.
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Der Exzenter 39 und die Zugstange 18 stehen hierbei in ihrer tiefsten
Stellung, und zwar solange der Einstellhebel 74 durch den Fußtritt 79 (Fig. 1) in
der nach unten geschwenkten Lage gehalten wird.
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Diese Hubbewegung der Zugstange 18 wurde über den in der Zeichnung
nicht sichtbaren doppelarmigen Hebel auf die Hubeinrichtung für die Werkstückklammer
der Nähmaschine übertragen, wodurch diese zum Einlegen des Werkstückes angehoben
wurde. Durch Entlastung des Fußtrittes 79 schwenkt der Einschalthebel 74 unter der
Wirkung der Zugfeder 85 wieder nach oben, wie in der Fig. 3 dargestellt; und damit
nimmt auch die Zugstange 18 die in der Fig. 4 gezeigte Stellung ein. Die Werkstückklammer
ist dadurch auf das Werkstück gesenkt.
Nach dem gleichen Prinzip
arbeitet die andere Hälfte des Verstärkergetriebes, die die Zugstange 17 für die
Einrückung der Nähmaschine beeinflußt.
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Das Kraftverstärkergetriebe kann auch an Nähmaschinen verwendet werden,
die zur Betätigung ihrer Steuerelemente an Stelle einer Zug- eine Druckbewegung
erfordern, z. B. bei denen eine Steuerbewegung auf Zug und eine weitere auf Druck
ausgelöst werden muß. Das läßt sich in der in Fig. 7 gezeigten Weise durchführen.
Hierzu ist es erforderlich, daß der Getriebeeinschalthebel 74 von der Achse 71 des
Schalthebels 69 abgenommen und auf der Achse 72 des Schalthebels 70 befestigt
wird; der Stellring 80
wird mit der Achse 71 verschraubt. Ferner ist es notwendig,
die Zugfeder 85 so umzuhängen, daß sie zwischen dem Stift 87 am Getriebedeckel 20
und dem Stift 84 am Schalthebel 69 gespannt ist.
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In der Ruhestellung des Einschalthebels 74 liegt nunmehr der Anschlag
89 in der Bewegungsbahn des abgebogenen Federendes 49 der Schraubenfeder 47. Die
dieser Stellung entsprechende Lage des Exzenters 39 und der Zugstange 18 ist schematisch
in Fig. 8 dargestellt. Beim Verschwenken des Einschalthebels 74 nach unten bis zumBegrenzungsanschlag
92(Fig.9) kommt das Federende 49 am Anschlag 88 des Schalthebels 70 zur Anlage.
Der Exzenter 39 (Fig. 10) und die Zugstange 18 sind nunmehr aus ihrer tiefsten
in ihre höchste Stellung gebracht worden. Nach Entlastung des Einschalthebels 74
wird er wieder durch die Zugfeder 85 in seine Ruhelage (Fig. 7) zurückgezogen, und
die Hubeinrichtung nimmt ebenfalls wieder ihre Ausgangsstellung (Fig. 8) ein.
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Eine weitere Möglichkeit, zur umgekehrten Wirkunsweise zu gelangen,
besteht darin, daß die Befestigung der Schraubenfedern 46 bzw. 47 nicht auf den
Mitnehmerstiften 44 der Mitnehmerscheiben 41 bzw. 42 erfolgt, sondern auf den um
180° versetzt angeordneten Stiften 45. Hierdurch nimmt das nach außen abgebogene
Federende 49 bzw. 50 gegenüber den Exzentern 38 bzw. 39 ebenfalls eine um 180° versetzte
Stellung ein.
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Es besteht die Möglichkeit, beispielsweise bei der Fernsteuerung von
Nähmaschinen, zum Zweck der Automatisierung von Arbeitsverrichtungen die Getriebeeinschalthebel
durch Elektromagnete steuern zu lassen, die hierfür wesentlich kleiner ausgeführt
sein können, als das bei der direkten übertragung der Magnetkraft auf die Steuereinrichtung
erforderlich ist.