DE19728817C1 - Betätigungseinrichtung für den Stoffdrücker einer Nähmaschine - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungseinrichtung für den Stoffdrücker einer Nähmaschine nach dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der DE 36 04 299 C2 (entsprechend US-PS 4,658,752) ist eine Nähma­ schine mit einem Stoffdrückerantrieb in Form eines doppelt wirkenden, pneumatisch beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Antrieb bekannt. Im einzel­ nen ist die Kolbenstange des Kolben-Zylinder-Antriebs direkt mit der Stoff­ drückerstange verbunden, wobei der Zylinder und der Kolben mit der Kol­ benstange fluchtend mit der Stoffdrückerstange verbunden sind. Innerhalb der Zylinders befindet sich eine vorgespannte Druckfeder, die mit ihrer Kraft den Kolben und damit die Stoffdrückerstange mit einem daran angeordne­ ten Stoffdrückerfuß gegen ein auf der Grundplatte der Nähmaschine befind­ liches Nähgut drückt. Bei einer entsprechenden Beaufschlagung das Kol­ ben-Zylinder-Antriebs mit Druckluft wird der Stoffdrücker gegen die Wirkung der Kraft der Feder angehoben. Die Kraft der Feder ist durch die Konstrukti­ on vorgegeben.

Ein Nachteil bei der bekannten Stoffdrückereinrichtung ist, daß besonderer Aufwand hinsichtlich der Konstruktion erforderlich ist, um einerseits die exakt in Flucht mit dem zweiten, die Stoffdrückerstange führenden Lager anzuordnen und andererseits eine dauerhafte Abdichtung der Stoffdrücker­ stange gegenüber dem Druckraum des Pneumatikzylinders zu gewährlei­ sten. Der Druckschrift sind darüber hinaus keine Angaben zu entnehmen, wie die in Form des Pneumatikzylinders gebildete Betätigungseinrichtung fertigungs- und montagegerecht zu realisieren ist.

Nachteilig ist weiter, daß eine Einstellung der durch die Feder aufgebrach­ ten Kraft sowie eine Einstellung des Hubes, um den der Stoffdrücker von dem Nähgut anhebbar ist, in keiner Weise von der Bedienungsperson ent­ sprechend den Anforderungen des jeweiligen Arbeitsgangs zur Erzeugung einer Naht anpaßbar ist.

Aus der DE-GM 81 23 748 ist eine Stoffdrückereinrichtung einer Nähma­ schine bekannt, bei der die auf die Stoffdrückerstange einwirkende Feder­ kraft und die Position des Stoffdrückers in seiner unteren Position über Stellschrauben einstellbar sind. Die Stoffdrückereinrichtung weist eine mit einem Pneumatikzylinder bestückte Betätigungseinrichtung auf, die aus ei­ ner erheblichen Anzahl von Bauteilen zusammengesetzt ist.

Hiervon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Betäti­ gungseinrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 weiterzubilden, so daß ein einfacher Aufbau und eine genaue Führung von deren beweglichen Teilen möglich ist.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Betätigungseinrichtung durch die Merkmale des Kennzeichnungsteils von Anspruch 1 gelöst. Durch die Ausbildung des Kolben-Zylinder-Antriebs mit einer Bohrung und der diese sich durch diese hindurch erstreckenden Stoffdrückerstange wird eine Bauweise vorgeschlagen, bei der jegliche Schwierigkeiten aufgrund von Fluchtungsfehlern ausgeschaltet werden, die sehr einfach zu montieren ist, die aus wenigen Bauteilen besteht und somit kostengünstig hergestellt werden kann.

Zu der Ausgestaltung von Pneumatikzylindern mit hohlen Kolbenstangen wird noch auf eine Seite aus einem Katalog für Pneumatikzylinder (Pneuma­ tic-Hauptkatalog, 22. Auflage, Seite 1.211-3 FESTO Pneumatic Esslingen) verwiesen.

Aus der DE 39 07 240 A1 ist zwar eine Betätigungseinrichtung für den Stoff­ drücker einer Nähmaschine bekannt, bei der an einem sich im wesentlichen horizontal erstreckenden, um eine Horizontale schwenkbaren Hebel ein Drückerfuß angelenkt ist und bei der dieser Hebel mittels eines Kolben-Zy­ linder-Antriebs betätigbar ist. Die Wirkrichtung dieses Kolben-Zylinder-An­ triebs ist grundsätzlich beliebig; es muß lediglich sichergestellt sein, daß noch ein Drehmoment um die Schwenkachse des Hebels erzeugt wird. Die­ se bekannte Betätigungseinrichtung entspricht somit nicht der gattungsgemäßen Betätigungsvorrichtung.

Die Weiterbildung nach Anspruch 2 führt zu einer Reduzierung der für das Anheben des Stoffdrückers erforderlichen Kraft. Mit der Weiterbildung nach Anspruch 3 ergeben sich Vorteile für die Fertigung und eine Herabsetzung der Herstell- und Montagekosten. Darüber hinaus bringt dies den Vorteil ei­ nes relativ lang ausgeführten Lagers für die Stoffdrückerstange. Das Merk­ mal von Anspruch 4 führt ebenso zu einer Zusammenfassung mehrere Bau­ teile und die entsprechenden Vorteile sowie zu einer Ausführungsform mit einer vergleichbar kleinen Masse der beweglichen Teile des Kolben-Zylin­ der-Antriebs. Mit der Weiterbildung der Betätigungseinrichtung nach An­ spruch 5 wird eine bekannte Verdrehsicherung der Stange einbezogen. Die Weiterbildung nach Anspruch 6 ermöglicht eine einfache Einstellung der den Stoffdrücker belastenden Federkraft durch die Bedienungsperson. Die Ausgestaltung nach Anspruch 7 gestattet der Bedienungsperson, den Weg oder Hub des Stoffdrückers auf einfache Weise zu verändern. Die Weiter­ bildung nach Anspruch 8 führt zu einer Abkapselung von Bauteilen der Be­ tätigungseinrichtung gegen überschüssiges Schmiermittel und/oder Verschmutzung.

Die Erfindung wird mit der folgenden Beschreibung von zwei Ausführungs­ beispielen anhand der Zeichnung weiter erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Vorderansicht einer Nähmaschine,

Fig. 2 eine Seitenansicht der Nähmaschine gemäß dem Sichtpfeil II in Fig. 1 mit bereichsweise im Schnitt dargestellten Bauteilen eines Ausfüh­ rungsbeispiels 1,

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß dem Schnittverlauf III-III in Fig. 2,

Fig. 4 eine schematische Darstellung der Betätigungseinrichtung gemäß dem Ausführungsbeispiel 1, und

Fig. 5 eine schematische Darstellung der Betätigungseinrichtung gemäß ei­ nem Ausführungsbeispiel 2.

Ausführungsbeispiel 1

Eine Nähmaschine 1 ist mit einer Grundplatte 2 und einem sich daran an­ schließenden Ständer 3 ausgebildet, der in einen Arm 4 übergeht. Dieser endet in einem Kopf 5. Die hohlkörperartig ausgebildeten Ständer 3 und der Arm 4 einschließlich dem Kopf 5 bilden ein Gehäuse 6. Dieses ist in dem Bereich des Kopfes 5 mit einer unteren Wandung 7 und einer oberen Wan­ dung 8 ausgebildet. Im Innern des Kopfes 5 befinden sich in üblicher Weise Antriebselemente für den auf- und abgehenden Antrieb einer Nadelstange 9 einschließlich der daran angeordneten Nadel 10. Die Nadelstange 9 ist in einer in der unteren Wandung 7 befestigten Lagerbuchse 11 mit Spiel aufgenommen.

In der unteren Wandung 7 befindet sich ein fest eingepreßtes rohrförmiges Teil 12 eines Lagers 13. Das Lager 13 ist mit einem zylindrischen dickeren Teil ausgebildet, der als Kolben 14 bezeichnet ist. Der Kolben 14 ist mit ei­ nem weiteren rohrförmigen Teil ausgebildet, der eine Kolbenstange 15 bil­ det. Schließlich ist der Kolben 15 mit einem ringförmigen Einstich ausgebil­ det, in dem ein Dichtring 16 aufgenommen ist. Die an dem Lager 13 ausge­ bildeten Teile wie der rohrförmige Teil 12, der Kolben 14 und die Kolben­ stange 15 sind aus einem Stück eines Lagerwerkstoffs, beispielsweise Bronze, hergestellt, erstrecken sich in konzentrischer Lage zueinander und sind allesamt mit einer sich durch sie hindurch erstreckenden Lagerbohrung 17 ausgebildet. In dieser ist eine Stange 18 ohne fühlbares Spiel verschieb­ bar gelagert, an derem der Grundplatte 2 zugewandten Ende 19 ein Drückerfuß 20 mit einer Schraubenverbindung 21 befestigt ist. Die Stange 18 ist mit einem kreisförmigen Querschnitt mit einer Längsachse 22 und ohne jeglichen Absatz ausgeführt. Auf der rohrförmigen Kolbenstange 15 ist verschiebbar ein Lagerstück 24 aufgenommen, der eine Ausdrehung mit ei­ nem darin aufgenommenen Dichtring 25 und einen rohrförmigen Zylinder 26 aufweist. Weiter ist an dem Lagerstück 24 ein sich radial erstreckender An­ satz 27 angeordnet, in den ein Anschlußstück 28 mit einem elastischen Schlauch 29 eingepreßt ist. Im Innern des Ansatzes 27 ist ein Versorgungs­ kanal 30 für durch den Schlauch 29 zuleitbare Druckluft als Druckmittel aus­ gebildet. Der Versorgungskanal 30 mündet in einen ringförmigen Druck­ raum 31.

Die Anordnung des Dichtrings 16 auf dem Kolben 14 bildet eine Abdichtung des Druckraumes 31 an der Innenwandung des Zylinders 26. Die Anord­ nung des Dichtrings 25 in der Ausdrehung des Lagerstücks 24 bildet eine Abdichtung des Druckraumes 31 an der Kolbenstange 15. Im wesentlichen bilden der Kolben 14, die Kolbenstange 15 und der Zylin­ der 26 einen Kolben-Zylinder-Antrieb 32.

Auf der Stange 18 ist ein Klemmteil 33 mit einer Setzschraube 34 festge­ setzt, wobei der Klemmteil 33 nach Art eines Stellrings ausgebildet ist. Der Klemmteil 33 ist Bestandteil eines Mitnehmers 35, der einen sich radial er­ streckenden Arm 36 aufweist. Das freie Ende 37 des Armes 36 ist mit Spiel in einer Führung 38 aufgenommen, die gemäß Fig. 3 das Ende 37 U-förmig umgreifend ausgebildet ist. Die Führung 38 erstreckt sich im wesentlichen parallel zu der Längsachse 22 der Stange 18. Die Ausbildung und Anord­ nung des Mitnehmers 35 auf der Stange 18 und die Aufnahme des Mitneh­ mers 35 in der Führung 38 ist von Nähmaschinen des Stands der Technik her bekannt.

Auf der Oberseite des Klemmteils 33 liegt eine Scheibe 39 auf, die mit Spiel auf der Stange 18 geführt ist und auf der sich das untere Ende (Fig. 2) einer vorgespannten Schrauben-Druckfeder 40 abstützt. Das freie, obere Ende der Druckfeder 40 stützt sich an einem Stützlager 41 einer Stellschraube 42 ab. Diese ist weiter mit einem Außengewinde 43 und einem gerändelten Rand 44 ausgebildet. Die Stellschraube 42 ist mit dem Außengewinde 43 in einem entsprechenden Innengewinde einer zweiten Stellschraube 45 dreh­ bar aufgenommen. Die Stellschraube 45 ist mit einem gerändelten Rand 46 ausgebildet. Weiter ist die Stellschraube 45 mit einem Außengewinde 47 ausgebildet und in einer entsprechend ausgebildeten Gewindebohrung in der oberen Wandung 8 aufgenommen. Die vorgenannten Gewinde sind hin­ sichtlich ihrer Steigungen so ausgeführt, daß eine Selbstverstellung infolge von Erschütterungen beim Arbeiten der Nähmaschine 1 ausgeschaltet ist.

An der Stellschraube 45 ist ein Ansatz 48 vorgesehen, auf dem ein Rohr 49 mit einer stirnseitigen Anlagefläche 50 befestigt ist. Wie aus Fig. 2 hervor­ geht, umfaßt das Rohr 49 nach Art eines Schutzmantels das obere Ende 23 der Stange 18 und einen wesentlichen Teil der Druckfeder 40, ohne diese zu berühren.

Die Druckfeder 40 ist derart dimensioniert und vorgespannt, daß sie eine Kraft F1 ausübt, die über das Klemmteil 33 und die Scheibe 39 auf die Stan­ ge 18 übertragen wird. Die Stange 18 stützt sich über eine an dem Drücker­ fuß 20 angebrachten Sohle 51 auf einem Nähgut 52 ab, welches auf der Grundplatte 2 aufliegt.

Die vorstehend beschriebenen Bauteile wie die Stange 18 mit dem daran angebrachten Drückerfuß 20, das die Stange 18 aufnehmende Lager 13. der Mitnehmer 35, die Scheibe 39, die Druckfeder 40 und die Stellschraube 42 bilden einen Stoffdrücker 53. Der beschriebene Kolben-Zylinder-Antrieb 32 einschließlich der die Druckluft führenden Bauteile wie der Schlauch 29, das Anschlußstück 28 mit dem darin ausgebildeten Versorgungskanal 30 bilden eine Betätigungseinrichtung 54.

Durch die konstruktive Ausgestaltung wirken beide Kräfte F1 und F2 in der Längsachse 22, die damit auch die Wirkungslinie der Kräfte F1 und F2 dar­ stellt. Prinzipiell kann die Erfindung aber auch in der Weise ausgeführt wer­ den, daß die Kräfte F1, F2 auf unterschiedlichen Wirkungslinien und ent­ fernt von der Längsachse 22 wirken. In Fig. 4 ist der schematische Aufbau dieses Ausführungsbeispieles 1 dargestellt.

Arbeitsweise

Entsprechend der Darstellungen in den Fig. 2 und 4 befindet sich die Betäti­ gungseinrichtung 54 für den Stoffdrücker 53 in einem Zustand, bei dem dem Kolben-Zylinder-Antrieb 32 keine Druckluft zugeführt wird, so daß die Sohle 51 des Drückerfußes 20 mit der Kraft F1 auf dem Nähgut aufliegt. Der Kol­ ben-Zylinder-Antrieb 32 befindet sich dabei in seiner eingefahrenen Positi­ on, wobei sich der Zylinder 26 in einem Abstand von beispielsweise 2 Milli­ meter entfernt von der unteren Wandung 7 befindet. Ebenso befindet sich der Mitnehmer 35 in einem Abstand von beispielsweise 2 Millimeter entfernt von dem oberen Rand der Kolbenstange 15.

Bei einer Zufuhr von Druckluft durch den Schlauch 29 wird der Druckraum 31 mit Druckluft versorgt so daß das Lagerstück 24 mit dem daran befindli­ chen Zylinder 26 mit einer Kraft F2 in Richtung zu der oberen Wandung 8 hin verschoben wird. Da die Kraft F2 größer als die durch die Druckfeder 40 ausgeübte Kraft F1 ist und dieser entgegenwirkt, wird die Kraft F2 nachfol­ gend als Gegenkraft F2 bezeichnet.

Mit der Aufwärtsbewegung des Zylinders 26 erfolgt eine Verschiebung des Mitnehmers 35, der damit fest verbundenen Stange 18 und der darauf auf­ liegenden Scheibe 39 gegen die Kraft F1 der Druckfeder 40. Dies erfolgt unter Zusammendrücken der Druckfeder 40 solange, bis die Scheibe 39 an der Anlagefläche 50 zur Anlage gelangt. Dieser Zustand ist durch gestri­ chelt eingezeichnete Bauteile wie das Ende 23', die Scheibe 39' und die Sohle 51' (Fig. 2) dargestellt, wobei sich die Stange 18 um einen Weg h, wie anhand der Sohle 51 und 51' dargestellt, von dem Nähgut 52 weg an­ gehoben hat. Der Stoffdrücker 53 ist dementsprechend zwischen einer un­ teren Endlage, bei dem die Sohle 51 auf dem Nähgut 52 aufliegt und einer obere Endlage, bei dem sich die Sohle 51 in einem Abstand (Weg h) ober­ halb des Nähguts befindet, hin und her bewegbar. Durch die Abstützung des Mitnehmers 35 mit dem in der Führung 38 verschiebbar aufgenomme­ nen Ende 37 des Armes 36 ist die Stange 18 ungeachtet etwaiger Auf- und Abbewegungen gegen eine Verdrehung gesichert.

Mit einem Verdrehen der Stellschraube 42 kann die Kraft F1 der Druckfeder 40, also die Kraft mit der die Sohle 51 das Nähgut 52 gegen die Grundplatte 2 drückt, an die jeweiligen Arbeitsbedingungen der Nähmaschi­ ne 1 angepaßt werden. Mit einem Verdrehen der Stellschraube 45 kann der Weg h den jeweiligen Arbeitsbedingungen der Nähmaschine 1 entspre­ chend angepaßt werden.

Ausführungsbeispiel 2

Der Aufbau ist anhand Fig. 5 beschrieben. Hierin sind gegenüber dem Aus­ führungsbeispiel 1 abweichend ausgebildete Bauteile mit entsprechenden Bezugszeichen und einem hinzugefügten Buchstaben a bezeichnet.

An dem Lager 13a ist der Zylinder 32a ausgebildet, der damit relativ zu der unteren Wandung 7 des Kopfes 5 unverschiebbar ist. Auf der Stange 18 ist verschiebbar die Kolbenstange 15a gelagert. Hieraus folgt daß hier die Kolbenstange 15a gegenüber der Wandung 7 des Kopfes 5 verschiebbar ist. Mit den wesentlichen Bauteilen wie dem Zylinder 32a, dem Kolben 14a und der damit verbundenen Kolbenstange 15a wird ein Kolben-Zylinder-An­ trieb 32a gebildet.

Der beschriebene Kolben-Zylinder-Antrieb 32a einschließlich der die Druck­ luft führenden Bauteile, wie zu dem Ausführungsbeispiel 1 beschrieben, bil­ den eine Betätigungseinrichtung 54a.

Arbeitsweise

Diese entspricht der des Ausführungsbeispiels 1 bis auf den Unterschied, daß hier das Anheben der Stange 18 gegen die Kraft F1 der Druckfeder 40 durch die sich zu der oberen Wandung 8 hin verschiebenden Kolbenstange 15a erfolgt.

Claims (8)

1. Betätigungseinrichtung (54; 54a) für den Stoffdrücker (53; 53a) einer Nähmaschine (1) mit folgenden Merkmalen:

• - der Stoffdrücker (53; 53a) weist eine Stange (18) mit einem Mitnehmer (35) und mit einer Längsachse (22) auf,
• - an einem Ende (19) der Stange (18) ist ein Drückerfuß (20) vorgesehen,
• - die Stange (18) ist in Richtung der Längsachse (22) zwischen zwei Endlagen verschiebbar in einem Lager (13; 13a) an dem Gehäuse (6) der Nähmaschine (1) aufgenommen,
• - an dem Gehäuse (6) ist ein Stützlager (41) zur Abstützung eines En­ des einer vorgespannten Feder (40) ausgebildet,
• - das freie Ende der Feder (40) ist abstützend an dem Mitnehmer (35) angeordnet, wobei die Feder (40) mit einer in der Längsachse (22) wir­ kenden Kraft (F1) die Stange (18) in einer der Endlagen positioniert,
• - die Betätigungseinrichtung (54; 54a) weist einen mit Druckmittel (Druckluft) beaufschlagbaren Kolben-Zylinder-Antrieb (32; 32a) auf, der bei Beaufschlagung mit dem Druckmittel (Druckluft) eine der Feder­ kraft (F1) entgegengerichtete Gegenkraft (F2) ausübend ausgebildet ist, wobei die Gegenkraft (F2) größer als die Federkraft (F1) bemessen ist und die Stange (18) in ihre andere Endlage verschiebt,
  gekennzeichnet durch die Merkmale:
• - der Kolben-Zylinder-Antrieb (32; 32a) ist mit einer Bohrung (17) ausge­ bildet, durch die sich die Stange (18) hindurch erstreckt,
• - der Kolben-Zylinder-Antrieb (32; 32a) ist sich an dem Lager (13; 13a) und an dem Mitnehmer (35) abstützend angeordnet.

2. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben-Zylinder-Antrieb (32; 32a) die Gegenkraft (F2) auf der Längsachse (22) wirkend ausgebildet ist.

3. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Lager (13) der Kolben (14) des Kolben-Zylinder-Antriebs (32) ausgebildet ist.

4. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Lager (13a) der Zylinder (26a) des Kolben-Zylinder-Antriebs (32a) ausgebildet ist.

5. Betätigungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Mitnehmer (35) mit einem Klemmteil (33) und einem Arm (36) ausgebildet ist, der mit Spiel in einer sich par­ allel zu der Längsachse (22) der Stange (18) erstreckenden Führung (38) gelagert ist, die an dem Gehäuse (6) der Nähmaschine (1) ange­ ordnet ist.

6. Betätigungseinrichtung einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (40) sich einerseits an dem Mit­ nehmer (35) und andererseits an dem Stützlager (41) abstützend ange­ ordnet ist, und daß das Stützlager (41) eine in dem Gehäuse (6) des Kop­ fes (5) aufgenommene Stellschraube (42) aufweist.

7. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stellschraube (42) in einer zweiten Stellschraube (45) aufgenommen ist, die mit einer den Weg (h) des Kol­ ben-Zylinder-Antrieb (32; 32a) begrenzenden Anlagefläche (50) ausge­ bildet ist.

8. Betätigungseinrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Stellschraube (45) ein Rohr (49) aufweist, an der die Anlagefläche (50) ausgebildet ist.