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Die
Erfindung betrifft eine Kupplungsanordnung einer Nähmaschine,
insbesondere eine Kupplungsanordnung einer Nähmaschine, die sich durch eine
Kombination aus einem Antriebsmechanismus, einem Schwenkmechanismus,
zwei Kupplungseinheiten und zwei Verbindungsstangen auszeichnet sowie
für eine
feste Verbindung und eine einfache Drehung zur Beschickung sorgt,
wobei die Kupplungsanordnung gut für den Einsatz bei vorwärts und rückwärts beschickbaren
Mechanismen einer Hochkopf-Rollen-Nähmaschine oder dergleichen
geeignet ist.
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Eine
herkömmliche
Kupplungsanordnung einer Zuführ-/Antriebsvorrichtung
einer Nähmaschine umfasst
eine Reibungsscheibe, eine Antriebseinrichtung, eine innere Kupplungsscheibe,
eine äußere Kupplungsscheibe
und einen Verbindungsmechanismus.
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Die
Reibungsscheibe verfügt
an ihrer Rückseite über eine
Hülse,
in der sich eine gegenüberliegende
Rastnut befindet. Die Reibungsscheibe ist innen an ihrem Randabschnitt
mit einer ersten und einer zweiten Reibungsfläche versehen. Die erste und die
zweite Reibungsfläche
sind mit Reibungsmittel beschichtet. Die erste Reibungsfläche ist
ringförmig und
vertikal am Randabschnitt der Außenscheibe angeordnet, während die
zweite Reibungsfläche
an den Innenumfang der ersten Reibungsfläche angrenzt.
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Die
Antriebseinrichtung sorgt für
die Übertragung
der Drehkraft der Reibungsscheibe auf eine Verbindungsvorrichtung
einer Zuführwelle
und besteht aus einer Welle, zwei Raststücken, einer Druckfeder, einer
Stellmutter und einer Befestigungsmutter. Die Welle ist hohl ausgebildet
und an ihrem distalen Ende mit einem Außengewinde versehen. Ein Befestigungsloch
und ein Gewindeloch befinden sich in der Welle und gehen durch die
Welle hindurch. Durch Einschrauben einer Positionierschraube in
das Befestigungsloch ergibt sich ein sicherer Halt der Welle an
der Zuführwelle.
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Die
innere Kupplungsscheibe weist an ihrem Randabschnitt eine ringförmige Reibungsfläche auf, die
angepasst an die zweite Reibungsfläche angeordnet ist. Die innere
Kupplungsscheibe ist an seinem Randabschnitt mit einem Befestigungsloch
zur Verbindung mit einer Zugstange eines Schwenkmechanismus versehen.
Die innere Kupplungsscheibe wird axial auf der Zuführwelle
positioniert, indem ein einem Sperrring der Welle angepasster Rückstützring eingesetzt
wird.
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Die äußere Kupplungsscheibe
ist angepasst an die erste Reibungsfläche angeordnet und an ihrem
inneren Randabschnitt mit einer ringförmigen Reibungsfläche versehen.
In der Seitenwand der Rückseite
der äußeren Kupplungsscheibe
sind mehrere Durchgangsbohrungen und ein Befestigungsloch ausgebildet.
Das Befestigungsloch sorgt für
die Verbindung mit einer weiteren Zugstange des Schwenkmechanismus.
In der Mitte der Scheibe ist ein Zapfen vorgesehen, die das Anlenken
des Verbindungsmechanismus bewirkt.
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Der
Verbindungsmechanismus erzeugt durch eine Antriebskraft der Unterwelle
der Nähmaschine
eine hin- und hergehende Bewegung. Das Wirkungsende ist gelenkig
mit dem Zapfen der äußeren Kupplungsscheibe
verbunden.
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Durch
die oben erwähnte
Gestaltung wird die innere Kupplungsscheibe mit ihrer Welle und
ihrem Rückstützring geklemmt
auf der Zuführwelle
positioniert, derart, dass die Reibungsscheibe, die Druckfeder,
die Stellmutter und die Befestigungsmutter aufeinanderfolgend auf
der Welle aufgesetzt werden. Die zweite Reibungsfläche der
Reibungsscheibe kommt mit der inneren Kupplungsscheibe in Berührung, wobei
die Stellmutter und die Befestigungsmutter angezogen werden, bis
sie gegen die Druckfeder gedrückt wird.
Auf diese Weise erzeugt die Druckfeder durch Drücken eine akkumulierte Kraft,
die dann auf die Reibungsscheibe einwirkt.
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Eine
bewegliche Welle der äußeren Kupplungsscheibe
sitzt auf der Zuführwelle
und ist an der Außenseite
der inneren Kupplungsscheibe angebracht, derart, die Reibungsfläche und
die erste Reibungsfläche
der Reibungsscheibe in Berührung
kommen. Auf diese Weise können
die beiden Zugstangen die vom Schwenkmechanismus weitergeleitete
Verschiebungskraft stufenweise über
die äußere Kupplungsscheibe
und die innere Kupplungsscheibe auf die Reibungsscheibe übertragen.
Hierdurch ergibt sich eine intermittierende Rotation der Zuführwelle
in gleichbleibender Richtung, sodass die Zuführwelle eine zuverlässige Nadel-
und Materialzuführung
gestattet.
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Die
herkömmliche
Kupplungsanordnung der Zuführ-/Antriebsvorrichtung
der Nähmaschine
kann zwar eine intermittierende Rotation der Zuführwelle in gleichbleibender
Richtung bewirken, sodass die Zuführwelle eine zuverlässige Nadel-
und Materialzuführung
gestattet. Ihre Konfiguration ist jedoch kompliziert. Daher erfordert
sie weitere Verbesserungen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kupplungsanordnung einer
Nähmaschine
zu schaffen, die sich durch eine Kombination aus einem Antriebsmechanismus,
einem Schwenkmechanismus, zwei Kupplungseinheiten und zwei Verbindungsstangen
auszeichnet sowie für
eine feste Verbindung und eine einfache Drehung zur Beschickung sorgt.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch
eine Kupplungsanordnung einer Nähmaschine,
die die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Weitere vorteilhafte
Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Gemäß der Erfindung
wird eine Kupplungsanordnung einer Nähmaschine geschaffen, die einen Antriebsmechanismus,
einen Schwenkmechanismus, zwei Kupplungseinheiten und zwei Verbindungsstangen
umfasst.
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Der
Antriebsmechanismus weist eine Unterwelle und einen Nocken auf,
wobei die Unterwelle durch die Achsmitte des Nockens hindurchgeht
und mit diesem verbunden ist, während
sich eine mit unterschiedlicher Krümmung versehene Führungsnut im
Nocken befindet.
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Der
Schwenkmechanismus umfasst einen Schwenkarm, einen Schiebering,
eine Zuführwelle, eine
Rolle, einen beweglichen Stützzapfen
und eine Stützkappe,
wobei der Schwenkarm in axialer Schwenkrichtung mit dem Schiebering
verbunden ist, und wobei die Zuführwelle
durch den Schiebering hindurch verläuft. Das Innere des Schieberings nimmt
wenigstens einen Positionierring auf, der auf der Zuführwelle
befestigt ist. Die Rolle ist auf einen Endabschnitt des Schwenkarms
aufsetzbar und befindet sich in der Führungsnut des Nockens. Der
bewegliche Stützzapfen
zwischen dem Schwenkarm und der Stützkappe kann als Kurbelwelle
ausgeführt sein,
um den Schwenkarm und die Stützkappe
zu verbinden, derart, dass deren eines Ende beweglich im Zapfenloch
des Schwenkarms und deren anderes Ende beweglich in der Stützkappe
aufnehmbar ist.
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Die
beiden Kupplungseinheiten sitzen auf der Zuführwelle und liegen beweglich
an jeweiligen Seiten des Schieberings des Schwenkmechanismus an,
wobei die Kupplungseinheit ein Außenrad, einen Rotor, mehrere
Federelemente, mehrere Rollen, mehrere Positionierklauen, eine Deckplatte
und einen Verbindungsbolzen umfasst. Das Außenrad ist auf der Zuführwelle
befestigt, während
der Rotor von der Zuführwelle
tragbar und im Inneren des Außenrads
aufnehmbar ist. Der Rotor besteht aus einer Mehrzahl von Ansätzen, wobei
an den gegenüberliegenden
Seiten der Ansätze
jeweils ein außen
schmaler, innen breiter Kreisbogenabschnitt ausgebildet ist, in
dem die Federelemente vorgesehen sind. An gegenüberliegenden Seiten der Federelemente
sind die Rollen angebracht, wobei zwischen den Ansätzen jeweils
ein Stift vorgesehen ist, der beweglich zwei Positionierklauen durchsetzt,
um Kontakte zum Schiebering aufzunehmen. Der Rotor grenzt die Deckplatte
an, die mittig mit einer Öffnung
versehen ist, durch die die Positionierklauen hindurchgehen, und
zwar derart, dass sie am Schiebering anliegen. Die Deckplatte besitzt
seitlich eine Durchgangsbohrung, wobei der Verbindungsbolzen durch
die Durchgangsbohrung in einen der Ansätze des Rotors einschraubbar
ist.
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Die
beiden Verbindungsstangen sind beweglich mit den Verbindungsbolzen
der beiden Kupplungseinheiten verbunden, um die beiden Kupplungseinheiten
abwechselnd anzutreiben, derart, dass sich die Zuführwelle
intermittierend in gleicher Richtung dreht, was eine Drehbewegung
zur Beschickung begünstigt.
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Damit
sind eine feste Verbindung und eine einfache Drehung zur Beschickung
gewährleistet.
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Im
Folgenden werden die Erfindung und deren Ausgestaltungen anhand
der Zeichnung näher erläutert. In
der Zeichnung zeigt:
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1 eine
perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung
einer Nähmaschine;
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2 eine
perspektivische Explosionsdarstellung des Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung
einer Nähmaschine;
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3 eine
Seitenansicht des Ausführungsbeispiels
einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung
einer Nähmaschine;
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4 einen
Schnitt durch das Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung
einer Nähmaschine;
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5 einen
Schnitt durch das Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung,
wobei sich der Rotor und das Außenrad
der Kupplungseinheit in einem gespannten Zustand befinden;
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6 einen
Schnitt durch das Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung,
wobei sich der Rotor und das Außenrad
der Kupplungseinheit in einem losgelassenen Zustand befinden;
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7 einen
Seitenschnitt durch das Ausführungsbeispiel
einer erfindungsgemäßen Kupplungsanordnung
einer Nähmaschine;
und
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8 die
Vorgehensweise zum Betrieb der Verbindungsstangen in schematischer
Darstellung.
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Bezug
nehmend auf die 3 bis 7 weist
eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung einer
Nähmaschine
einen Antriebsmechanismus 10, einen Schwenkmechanismus 20,
zwei Kupplungseinheiten 30 und zwei Verbindungsstangen 40 auf.
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Der
Antriebsmechanismus 10 weist eine Unterwelle 11 und
einen Nocken 12 auf, wobei die Unterwelle 11 durch
die Achsmitte des Nockens 12 hindurchgeht und mit diesem
verbunden ist, während sich
eine mit unterschiedlicher Krümmung
versehene Führungsnut 121 im
Nocken 12 befindet.
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Der
Schwenkmechanismus 20 umfasst einen Schwenkarm 21,
einen Schiebering 22, eine Zuführwelle 23, eine Rolle 25,
einen beweglichen Stützzapfen 26 und
eine Stützkappe 27,
wobei der Schwenkarm 21 in axialer Schwenkrichtung mit
dem Schiebering 22 verbunden ist. Der Schwenkarm 21 ist
an seiner axialen Schwenkrichtung mit zwei Axialbohrungen 213 und
zwei Gewindebohrungen 214 versehen, wobei der Schiebering 22 oben
und unten mit je einem Vorsprung 221 ausgestattet ist,
in dem sich eine Durchgangsbohrung 222 befindet. Zwei Bolzen 215 durchsetzen
die beiden Axialbohrungen 213 und die beiden Durchgangsbohrung 222,
während
zwei Gewindeelemente 216 in die Gewindebohrungen 214 einschraubbar
sind. Die Axialbohrung 213 kann mit einem Kopfabschnitt
des Gewindeelements 216 teilweise bedeckt werden, was dem
Herausfallen des Bolzens 215 entgegenwirkt. Ferner ergibt
sich die Verbindung mit dem Schiebering 22. Die Zuführwelle 23 verläuft durch
den Schiebering 22 hindurch. Das Innere des Schieberings 22 nimmt
wenigstens einen Positionierring 24 auf, der auf der Zuführwelle 23 befestigt
ist und somit eine unerwünschte
Verschiebung von Bauelementen wie des Rotors 32 und der
Rollen 34 nach links und nach rechts verhindert. Die Rolle 25 ist
auf einen Endabschnitt des Schwenkarms 21 aufsetzbar. Genauer
gesagt weist der Endabschnitt des Schwenkarms 21 einen
Zapfen 211 auf, auf dem die Rolle 25 sitzt. Außerdem befindet
sich die Rolle 25 in der Führungsnut 121 des
Nockens 12. In einem anderen Endabschnitt des Schwenkarms 21 ist
ein Zapfenloch 212 ausgebildet. Der bewegliche Stützzapfen 26 zwischen
dem Schwenkarm 21 und der Stützkappe 27 kann als
Kurbelwelle ausgeführt
sein, deren eines Ende beweglich im Zapfenloch 212 des
Schwenkarms 21 und deren anderes Ende beweglich in der
Stützkappe 27 aufnehmbar
ist, wodurch die Abweichung der Zuführwelle 23 von der
Mitte des Zapfenlochs 212 ausgeglichen werden kann, wenn
der Schwenkarm 21 links und rechts schwingt.
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Die
Kupplungseinheiten 30 sitzen beiden auf der Zuführwelle 23 und
liegen beweglich an jeweiligen Seiten des Schieberings 22 des
Schwenkmechanismus 20 an. Die Kupplungseinheit 30 umfasst ein
Außenrad 31,
einen Rotor 32, mehrere Federelemente 33, mehrere
Rollen 34, mehrere Positionierklauen 35, eine
Deckplatte 36 und einen Verbindungsbolzen 37.
Das Außenrad 31 ist
auf der Zuführwelle 23 befestigt,
während
der Rotor 32 von der Zuführwelle 23 tragbar
und im Inneren des Außenrads 31 aufnehmbar
ist. Der Rotor 32 besteht aus einer Mehrzahl von Ansätzen 321,
wobei an den gegenüberliegenden
Seiten der Ansätze 321 jeweils
ein außen
schmaler, innen breiter Kreisbogenabschnitt 322 ausgebildet
ist. Der Kreisbogenabschnitt 322 weist eine Aussparung 324 auf,
in der das Federelement 33 aufnehmbar ist. Das Federelement 33 ist
als Feder oder andere elastische Elemente ausgeführt. An gegenüberliegenden
Seiten der Federelemente 33 sind die Rollen 34 angebracht,
wobei zwischen den Ansätzen 321 jeweils
ein Stift 323 vorgesehen ist, der beweglich zwei in entgegengesetzter
Richtung befindliche Positionierklauen 35 durchsetzt und
für die Verschiebung
der von den Federelementen 33 gegen die Wandflächen zwischen
dem Außenrad 31 und dem
Rotor 32 gedrückten
Rollen 34 von der schmalen Stelle bis hin zur breiteren
Stelle sorgt. Der Rotor 32 ist mit der Deckplatte 36 verbunden,
die mittig mit einer Öffnung 361 versehen
ist, durch die die Positionierklauen 35 hindurchgehen,
und zwar derart, dass sie am Schiebering 22 anliegen. Der
Schiebering 22 ist beidseitig mit je einem Kreisbogenabschnitt 223 versehen,
gegen den die Positionierklauen 35 anliegen. Die Deckplatte 36 besitzt
seitlich eine Durchgangsbohrung 362, wobei der Verbindungsbolzen 37 durch
die Durchgangsbohrung 362 in einen der Ansätze 321 des
Rotors 32 einschraubbar ist.
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Die
Verbindungsstangen 40 sind oben mit hier nicht näher dargestellten
Schwenkarmen verbunden, die die Verbindungsstangen 40 in
eine Auf- und Abbewegung versetzen. Der Arbeitstakt der Schwenkarme
entspricht dem Drehungstakt der Unterwelle 11. Die Verbindungsstangen 40 sind
unten beweglich mit den Verbindungsbolzen 37 der beiden Kupplungseinheiten 30 verbunden,
um die beiden Kupplungseinheiten 30 abwechselnd anzutreiben, derart,
dass sich die Zuführwelle 23 intermittierend
in gleicher Richtung dreht, was eine Drehbewegung zur Beschickung
begünstigt.
Die Verbindungsstangen 40 sind auf die Verbindungsbolzen 37 der
beiden Kupplungseinheiten 30 aufsteckbar. Der Verbindungsbolzen 37 besitzt
an seiner Außenseite
eine Ringnut 371, in die ein C-förmiges Befestigungselement 38 eingreift.
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Durch
Zusammenfügen
der oben erwähnten Bauelemente
ergibt sich eine erfindungsgemäße Kupplungsanordnung
einer Nähmaschine.
Wie aus den 1 bis 7 ersichtlich,
zeichnet sich die erfindungsgemäße Kupplungsanordnung
durch eine Kombination aus dem Antriebsmechanismus 10, dem
Schwenkmechanismus 20, zwei Kupplungseinheiten 30 und
zwei Verbindungsstangen 40 aus, wobei die Unterwelle 11 den
Nocken 12 in Drehbewegung versetzt. Die an einem Ende des
Schwenkarms 21 des Schwenkmechanismus 20 angeordnete
Rolle 25 befindet sich in der gekrümmten Führungsnut 121 des
Nockens 12. Damit wird der Schwenkarm 21 derart
bewegt, dass der Schiebering 22 eine intermittierende Bewegung
nach links und nach rechts macht. Wird der Schiebering 22 bis
hin zur linken Seite bewegt, werden zunächst die Positionierklauen 35 in Drehbewegung
versetzt. Dann werden die Rollen 34 gegen die Federelemente 33 derart
gedrückt,
dass die Rollen 34 ausgehend von der schmalen Stelle des
an einer Seite der Ansätze 321 außen schmal,
innen breit ausgebildeten Kreisbogenabschnitts 322 bis
hin zu seiner breiten Stelle verschoben werden. Auf diese Weise
werden der Rotor 32 und das Außenrad 31 von einer
gespannten Stellung in eine losgelassene Stellung überführt. So
kann sich der Rotor 32 gegenüber dem Außenrad 31 drehen.
Nun wird der an der rechten Seite angeordnete Rotor 32 unter Einwirkung
der Rollen 34 und der Federelemente 33 gespannt
und somit an einer relativen Drehbewegung gehindert. Außerdem sind
die beiden Verbindungsstangen 40 beweglich mit den Verbindungsbolzen 37 der
beiden Kupplungseinheiten 30 verbunden. Dabei wird die
Unterwelle 11 kontinuierlich gedreht, was gleichzeitig
zur Auf- und Abbewegung der Verbindungsstangen 40 führt [siehe 8].
Beispielsweise wird der Schiebering 22 nach links bewegt,
die linke Kupplungseinheit 30 losgelassen, die rechte Kupplungseinheit 30 gespannt
und die Verbindungsstange 40 nach unten bewegt, wenn sich
die Unterwelle 11 im Winkel von 0° bis 180° befindet. Befindet sich die
Unterwelle 11 im Winkel von 180° bis 360°, wird der Schiebering 22 nach
rechts bewegt, die rechte Kupplungseinheit 30 losgelassen,
die linke Kupplungseinheit 30 gespannt und die Verbindungsstange 40 nach
oben zur Beschickung bewegt. So werden die beiden Kupplungseinheiten 30 intermittierend
und abwechselnd betätigt,
derart, dass sich die Zuführwelle 23 intermittierend
in gleicher Richtung dreht, was eine Drehbewegung zur Beschickung
begünstigt.
Beim Herunterdrücken
einer hier nicht näher
dargestellten, umgekehrten Nähnadel
wird die Zeitfolge der beiden Verbindungsstangen 40 umgekehrt.
Befindet sich die Unterwelle 11 im Winkel von 0° bis 180°, wird die
Verbindungsstange 40 nach oben bewegt. Hingegen wird die
Verbindungsstange 40 nach unten bewegt, wenn sich die Unterwelle 11 im
Winkel von 180° bis
360° befindet.
Hierdurch ergibt sich ein Rückführen zur
Beschickung. Damit sind eine feste Verbindung und eine einfache
Drehung zur Beschickung gewährleistet.
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Obwohl
die Erfindung in Bezug auf ein Beispiel beschrieben wurde, welches
derzeit als praktikabelste und bevorzugte Ausführungsform betrachtet wird,
versteht es sich, dass die Erfindung nicht auf das offenbarte Ausführungsbeispiel
beschränkt
ist. Im Gegenteil sollen verschiedene Modifikationen und ähnliche
Anordnungen abgedeckt werden, die sich im Umfang der beigefügten Ansprüche befinden,
der mit der breitesten Interpretation übereinstimmt, um alle derartigen
Modifikationen und ähnliche
Anordnung zu umfassen.
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- 10
- Antriebsmechanismus
- 11
- Unterwelle
- 12
- Nocken
- 121
- Führungsnut
- 20
- Schwenkmechanismus
- 21
- Schwenkarm
- 211
- Zapfen
- 212
- Zapfenloch
- 213
- Axialbohrung
- 214
- Gewindebohrung
- 215
- Bolzen
- 216
- Gewindeelement
- 22
- Schiebering
- 221
- Vorsprung
- 222
- Durchgangsbohrung
- 223
- Kreisbogenabschnitt
- 23
- Zuführwelle
- 24
- Positionierring
- 25
- Rolle
- 26
- beweglicher
Stützzapfen
- 27
- Stützkappe
- 30
- Kupplungseinheit
- 31
- Außenrad
- 32
- Rotor
- 321
- Ansatz
- 322
- Kreisbogenabschnitt
- 323
- Stift
- 324
- Aussparung
- 33
- Federelement
- 34
- Rolle
- 35
- Positionierklaue
- 36
- Deckplatte
- 361
- Öffnung
- 362
- Durchgangsbohrung
- 37
- Verbindungsbolzen
- 371
- Ringnut
- 38
- C-förmiges Befestigungselement
- 40
- Verbindungsstange