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Antrieb für den Fadenaufnehmer von Schuhwerknähmaschinen. Bei den
Schuhwerknähmaschinen ist der Fadenaufnehmer meist als schwingender Hebel ausgebildet,
der bei seiner Aufwärtsbewegung den Faden an die verschiedenen Nähwerkzeuge abgibt
und bei seiner Abwärtsbewegung die verriegelte Schleife anzieht. Wird der Fadenaufnehmer,
wie mehrfach bekannt (s. z. B. Patent 1432o9), von einer Kurbel aus bewegt, so ist
seine Bewegungsgeschwindigkeit in der jedem Kurbeltrieb eigenen Weise in der Hubmitte
am größten und an den Hubenden am geringsten; wir haben zwei Perioden mit beschleunigter
und zwei mit verzögerter Geschwindigkeit. Im übrigen sind die Geschwindigkeiten
in beiden Richtungen jeweils einander gleich. Dies trifft in der Regel auch dann
zu, wenn die Bewegung des Fadenaufnehmers nicht durch einen Kurbeltrieb erfolgt,
sondern wenn an diesen eine mehr oder weniger gliederreiche Kette angeschlossen
ist. In den Grenzlagen des Fadenaufnehmers, also während dessen relativ langsamer
Bewegung, pflegten einerseits der Fadenablenker und der Fadeneinleger und anderseits
der Schleifenteiler und der Greifer zur Einwirkung gebracht zu werden.
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Diese Arbeitsweise ist insofern nicht vollkommen, als der Fadenaufnehmer
nicht der dem Nähvorgang entsprechenden, jeweilig nötigen Fadenmenge Rechnung trägt.
Um jedoch dies zu erreichen und den Faden immer in gleichmäßiger Spannung zu halten,
ist ein Hilfsfadenäufnehmer erforderlich, der die gegenüber dem Nähvorgang ungleichmäßig
abgegebene oder abzugebende Fadenmenge steuert. Der Hilfsfadenaufnehmer wird bei
langsam laufenden Maschinen nur durch eine Feder betätigt. Bei schnellaufenden Maschinen
genügt die Federwirkung allein nicht, da der Hilfsfadenaufnehmer infolge der nicht
richtigen Fadenabgabe des Fadenaufnehmers zu große Bewegungen ausführen muß und
die Feder den Hilfsfadenaufnehmer nicht mit genügender Beschleunigung bewegen kann.
Man hat deshalb bei den bekannten schnellaufenden Doppelmaschinen mit Kurbelantrieb
außerdem noch eine von einer Kurve hervorgerufene zwangläufige Bewegung des Hilfsfadenaufnehmers
vorgesehen.
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Demgegenüber ist gemäß der Erfindung der Fadenaufnehmer zwar gleichfalls
an einen Kurbeltrieb oder eine sogenannte Vierzylinderkette mit einer rotierenden
Kurbel angeschlossen, die Kette ist aber derart gestaltet, daß der Fadenaufnehmer
während ungefähr @i@ Umdrehungen der Kurbel eine ziemlich
gleichmäßige,
langsame und während der restlichen 1l-, Umdrehung der Kurbel eine schnelle Bewegung
ausführt, so daß sämtliche eine Fadenabgahe erfordernden Vorgänge in die langsame
und der Fadenabzug vom Greifer in die schnelle Periode fallen. Dadurch werden die
Ausschläge des Hilfsfadenaufnehmers auf das kleinste Maß beschränkt und erübrigt
sich trotz des Schnellaufs der Maschine die zwangläufige Bewegung des Hilfsfädenaufnehiners.
Erreicht wird dieses Ziel nach der Erfindung dadurch, daß die durch den allgemein
üblichen Kurbeltrieb gegebene Ungleichförmigkeit verlassen und zu einer Ungleichförmigkeit
der Bewegung übergangen wird, die nur durch eine besondere Gestaltung der kinematischen
Kette erreichbar ist. Durch diese besondere Gestaltung des bekannten Schubkurbeltriebes
wird diejenige Ungleichförmigkeit der Fadenaufnehmerbewegung erreicht, die bisher
meist nur durch umlaufende Schubkurventriebe sich erzielen ließ. Der für §chnellaufende
Schuhwerknähmaschinen erwünschte Ersatz des Kurventriebes für den Fadenaufnehmer
durch die Vierzylinderkette wird erst durch die gemäß der Erfindung zur Anwendung
kommende Ausbildung der letzteren so vollkommen; daß eine genaue Beherrschung des
Geschwindigkeitsverhältnisses während des auf und ab steigenden Hubes des Fadenaufnehmers
möglich wird. Dabei wird nicht eine langsame Bewegung des Fadenaufnehmers in seine
Totlagen oder Grenzlagen angestrebt, vielmehr geht überhaupt seine Bewegung auf
dem größeren Teil der Kurbelumdrehung langsam vor sich.
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. Wesentlich hierbei ist, daß der Fadenaufnehmer um eine feste Achse
schwingt. Es ist nämlich bei Nähmaschinen schon bekannt, besondere Formen der Vierzylinderkette
für ähnliche Bewegungsverhältnisse in Anwendung zu bringen (s. z. B. Patent i99:26o).
jedoch wird in den bekannten Fällen die erforderliche Be@cegung dadurch erzielt,
daß auch die Achse, auf welcher der Fadenaufnehiner schwingbar gelagert ist, mitbewegt
wird. Auf diese Weise ist es leicht möglich, dein den Faden führenden Endpunkt des
Fadenaufnehmers die erforderliche Bewegung zu erteilen. Bei schnellaufenden Nähmaschinen
ist jedoch dieser Weg nicht beschreitbar, da der Fadenaufnehmer viel zu groß und
schwer ist, als daß er bei der erforderlichen hohen Drehzahl der Maschine mit seiner
Achse mitschwingt. Für schnellaufende Nähmaschinen ist es deshalb Bedingung, daß
die Achse des Fadenaufnehmers in Ruhe bleibt. Dementsprechend müssen naturgemäß
ganz andere getriebliche Mittel in Anwendung kommen.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist zu diesem Zwecke ein Glied in
der kinematischen Kette herausgegriffen, das eine besondere Bewegung seiner beiden
Gelenke aufweist, um das eigenartige Geschwindigkeitsverhältnis in der Bewegung
des Werkzeuges hervorzurufen. Die Besonderheit dieser Bewegung der beiden Gelenkpunkte
des fraglichen Gliedes der Kette besteht darin, daß ihre beiden Bewegungsbahnen
während der schnellen Periode der Bewegung des Werkzeuges, ungefähr rechtwinklig-
zueinander stehen, was die Wirkung hat, daß kleine Wege auf der einen Bewegungsbahn
sehr große Wege auf der ungefähr rechtwinklig dazu liegenden Bewegungsbahn zur Folge
haben. Verlegt man nun die kleinen Wege auf das Anschlußgelenk des fraglichen Gliedes
an die treibenden Glieder der kinematischen Kette, die großen Wege hingegen. auf
das Gelenk, an welches die getriebenen Glieder angeschlossen sind, so muß notwendigerweise
während kleiner Drehwinkel der antreibenden Kurbel (las Werkzeug große Hübe ausführen.
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Der Erfindungsgegenstand ist in der Zeichnung in einer beispielsweisen
Ausführungsform dargestellt.
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Abb. i bis d. veranschaulichen den Fadenaufnehmer in Zusammenwirkung
mit den anderen Nähwerkzeugen der Maschine.
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Abb. 5 bis 8 zeigen den Antrieb des Fadenaufnehmers in vier verschiedenen
aufeinanderfolgenden Lagen.
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Abb. 9 veranschaulicht das der Erfindung zugrunde liegende kinematische
Prinzip.
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In der Lage gemäß der Abb. i nimmt der Fadenaufnehmer i ungefähr seine
tiefste Stellung ein. Die Nadel hat bereits den Werkstoff durchstochen, und die
Tätigkeit der anderen Werkzeuge beginnt. Der Fadenablenker a nimmt den Faden zurück,
der Fadeneinleger b legt den Faden in den Nadelhaken der Nadel c. Die Nadel beginnt
alsdann ihre Rückbewegung und zieht die Fadenschlinge durch den Werkstoff. Der Fadenteiler
öffnet die Schlinge (Abb. a), so daß der Greifer sie leicht auffängt (Abb.3). Durch
Umdrehung des Greifers wird die Schlinge um die Spule herumgeführt, bis sie den
höchsten Punkt der Spule erreicht hat (Abb.4) und nach der Verriegelung vom Greifer
abgleitet. Beim Erfassen des Fadens, bei der Bildung der Schlinge und ihrer Herumführung
um den Greifer muß der Fadenaufnehmer während 21, bis 3f der Umdrehung verhältnismäßig
langsam den Faden stetig abgeben, während nach dem Abgleiten der Schleife vom Greifer
ein schnelles Anziehen derselben durch den Aufnehmer erforderlich ist. Diese Bewegungen
werden dem Fadenaufnehmer durch folgende Antriebsvorrichtung erteilt.
In
Abb. 5 ist der Fadenaufnehmer in der der Abb. i entsprechenden tiefen Lage eingezeichnet.
Der aus einem zweiarmigen Schwinghebel bestehende Fadenaufnehmer i ist auf dem Zapfen
IX am Maschinenständer gelagert. Auf der Maschinenwelle I ist ein Exzenter 5 befestigt,
das den Exzenterbüge16 aufnimmt. Dieser ist oben mit der um die Achse IV drehbaren
Schwinge 7 durch das Gelenk III verbunden. Der Exzenterbügel 6 ist unten etwas verlängert
und mit dem Fadenaufnehmer i durch das Kniegelenk 16,15 verbunden. Im Kniegelenkpunkt
VI greift die im Maschinengestell bei VII drehbar gelagerte Schwinge io an.
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Das Exzenter 5 dreht sich in der Pfeilrichtung. Aus einer Betrachtung
der Abb. 5 his 8 ist zu ersehen, daß dem Ausschlag des Fadenaufnehmers im Sinne
der Fadenabgabe nicht, wie bei dem bekannten Kurbeltrieb, eine halbe Exzenterdrehung,
sondern ein viel größerer Drehwinkel entspricht; die Winkelgeschwindigkeit des Fadenaufnehmers
während dieses Ausschlags ist eine annähernd gleichmäßige. Demselben Ausschlag im
Sinne des Fadenanzugs entspricht ein viel kleinerer Drehwinkel des Exzenters.
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Die Teile 5, 6, 7 bilden die treibende Vierzylinderkette (s. Abb.
9), eine sogenannte rotierende Bogenschubkurbel, deren Koppel 6 über die Vierzylinderkette
hinaus bis zum Gelenkpunkt V verlängert ist. Der Werkzeugträger i ist eine zweiarmige
Schwinge, die im Gelenkpunkt IX auf einer festen Achse drehbar gelagert ist. Der
Gelenkpunkt VIII dieser Schwinge ist durch die Koppel 15 mit dem Gelenkpunkt VI
einer zweiten Schwinge io verbunden, die um Gelenkpunkt VII an (las ruhende Maschinengestell
angeschlossen ist. Die Vierzylinderkette VII, VI, VIII, IX ist demnach eine oszillierende
Doppelkurbel. Sie ist durch das Zwischengetriebeglied 16 an den Gelenkpunkt V der
verlängerten Koppel e der ersten Vierzylinderkette, nämlich der rotierenden Bogenschubkurbel
I, II, III, IV, angeschlossen. Verfolgt man nun die Bewegung des Gelenkpunktes V,
so findet man, (laß etwa während des Drehwinkels der Kurbel zwischen den Punkten
x und jr, welcher in Abb. 9 durch stärkeres Ausziehen des Kurbelkreises angedeutet
ist, die Bewegungshahnen des Gelenkpunktes V etwa dem Bogen x', y' entsprechen.
Die Wegelemente dieses Bogens x', y' stehen ungefähr senkrecht zu den Wegelementen
des Bogens x", y", der die gleichzeitigen Bewegungsbahnen des Gelenkpunktes VI darstellt,
wobei y" sich in der Zeichnung mit der gerade gezeichneten Lage des Punktes VI zufällig
deckt. Die Geraden x', x" und y', y" stellen zwei aufeinanderfolgende Lagen
des Zwischengetriebegliedes 16 dar. Wenn man bedenkt, daß der gesamte Ausschlag
des Gelenkes VI gleich dem Bogen z', ü` ist, so erkennt man ohne weiteres die Wirkung
der in Abb. 9 dargestellten kinematischen Kette, die darin besteht, daß die Schwinge
io während eines kleinen Drehwinkels der Kurbel 5 einen sehr großen Ausschlag macht
und infolgedessen diesen großen Ausschlag auch in der einen Richtung langsam während
eines großen Drehwinkels der Kurbel und in der entgegengesetzten Richtung sehr schnell
während einer kleinen Kurbeldrehung auf den Werkzeugträger i überträgt.
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Der Erfindungsgegenstand läßt in konstruktiver Hinsicht verschiedene
Abweichungen von dem dargestellten kinematischen Schema zu, so kann z. B. das Zwischenglied
16 unter Wegfall der Glieder io und 15 unmittelbar an den Fadenaufnehmer i angeschlossen
werden, falls er eine entgegengesetzte Schwingungsrichtung erhalten soll. Wesentlich
bleibt jedoch, daß die beiden Endpunkte eines Kettengliedes ungefähr senkrecht zueinander
liegende Wegelemente beschreiben, so daß dem Hub des Fadenaufnehmers. während der
Fadenabgabe ein größerer Drehwinkel der Kurbel entspricht als dem entgegengesetzten
Hub während des Fadenanzugs.