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Dokumentenidentifikation DE102006013772A1 27.09.2007
Titel Nähvorrichtung
Anmelder KSL Keilmann Sondermaschinenbau GmbH, 64653 Lorsch, DE
Erfinder Rippert, Jörg, 64673 Zwingenberg, DE;
Rattay, Frank, 04600 Altenburg, DE
Vertreter Schaumburg, Thoenes, Thurn, Landskron, 81679 München
DE-Anmeldedatum 24.03.2006
DE-Aktenzeichen 102006013772
Offenlegungstag 27.09.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 27.09.2007
IPC-Hauptklasse D05B 3/02(2006.01)A, F, I, 20060324, B, H, DE
Zusammenfassung Nähvorrichtung, umfassend ein Nähoberteil mit einem oberen Rahmen, einer an diesem auf- und abbewegbar geführten Nadelstange zur Halterung mindestens einer Nadel und mit einem Nadelstangenantrieb, einen Nähguttransport mit mindestens einem Transportorgan zum Fördern des Nähgutes in einer Nähebene und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Nähguttransportes, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelstange für ihre Auf- und Abbewegung senkrecht zur Nähebene an einem Schlitten geführt ist, der parallel zur Förderrichtung des Nähguttransportes an dem Rahmen mittels eines Schlittenantriebes hin- und herbewegbar ist, und dass die Steuereinrichtung den Nähguttransport so steuert, dass sich das mindestens eine Transportorgan während der Phase der Nadelstangenbewegung, die zwischen dem Eintreten der Nadel in das Nähgut und dem Austreten der Nadel aus dem Nähgut liegt, synchron mit dem Schlitten in Förderrichtung des Nähgutes bewegt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Nährvorrichtung, umfassend ein Nähoberteil mit einem oberen Rahmen, einer an diesem auf- und abbewegbar geführten Nadelstange zur Halterung mindestens einer Nadel und mit einem Nadelstangenantrieb, einen Nähguttransport mit mindestens einem Transportorgan zum Fördern des Nähgutes in einer Nähebene und eine Steuereinrichtung zum Steuern des Nadelstangenantriebes und des Nähguttransportes.

Das Nähen wird klassischerweise zum Verbinden textiler Materialbahnen eingesetzt, während Materialbahnen aus Kunststoff oder Metall üblicherweise durch Kleben, Schweißen, Nieten oder dergleichen miteinander verbunden werden. Es gibt jedoch Materialien, die sich weder Kleben noch Schweißen lassen oder für deren Verbindung Verfahren wie Nieten unzweckmäßig oder zu teuer sind. So hat sich in der Praxis die Frage gestellt, ob beispielsweise dünne Bleche oder Folien aus Metall und/Kunststoff nicht auch vernäht werden können. Bisher hat man diese Frage wohl verneint aus der Sorge oder vielleicht auch aus der Erfahrung heraus, dass ein Vernähen derartiger Materialien mit den auf dem Markt befindlichen Maschinen mit einer für die industrielle Fertigung akzeptablen Geschwindigkeit nicht möglich ist, da beispielsweise in kürzester Zeit die Nadeln brechen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Nähvorrichtung der eingangs genannten Art anzugeben, mit der es möglich ist, auch zähe oder harte Materialien wie Bahnen aus Kunststoff oder Metall miteinander zu vernähen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Nadelstange für ihre Auf- und Abbewegung senkrecht zur Nähebene an einem Schlitten geführt ist, der parallel zur Förderrichtung des Nähguttransportes an dem Rahmen mittels eines Schlittenantriebes hin- und herbewegbar ist, und dass die Steuereinrichtung den Nähguttransport so steuert, dass sich das mindestens eine Transportorgan während der Phase der Nadelstangenbewegung, die zwischen dem Eintreten der Nadel in das Nähgut und dem Austreten der Nadel aus dem Nähgut liegt, synchron mit dem Schlitten in Förderrichtung des Nähgutes bewegt.

Wesentlich bei der erfindungsgemäßen Lösung ist, dass die Nadel oder die Nadeln senkrecht auf das Nähgut auftreffen, so dass sie auch bei dem Auftreffen auf Metallbahnen nicht abrutschen und brechen können. Gleichzeitig wird durch die synchrone Bewegung des Nähgutes während der Zeit, in der sich die Nadel innerhalb des Nähgutes befindet, einerseits eine ausreichende Nähgeschwindigkeit erzielt und andererseits vermieden, dass von dem Nähgut Querkräfte auf die Nadel ausgeübt werden, die wiederum zum Nadelbruch führen. Zwar ist auch bei herkömmlichen Nähmaschinen ein Nadeltransport üblich, durch den sich die Nadel in Förderrichtung des Nähgutes bewegt, solange sie in dem Nähgut steckt. Hierzu ist die Nadelstange in einer Schwinge gelagert, die eine Pendelbewegung ausführt, wodurch sich der Winkel der Nadel relativ zur Nähebene ständig ändert. Dies spielt für die auf die Nadel ausgeübten Kräfte in der Regel keine Rolle, da die Nachgiebigkeit des Nähgutes in der Regel eine Bewegung der Nadel innerhalb des Nähgutes ermöglicht, ohne dass ein Brechen der Nadel zu befürchten ist. Beim Nähen von Materialbahnen aus harten oder zähen Materialien wie Metallen und Kunststoffen ist diese Nachgiebigkeit des Materials jedoch nicht vorhanden und jede Querbewegung zwischen dem Nähgut und der Nadel, während diese sich in dem Nähgut befindet, würde unweigerlich zum Nadelbruch führen. Andererseits wäre die Arbeitsgeschwindigkeit für industrielle Prozesse zu gering und eine exakte Förderung des Nähgutes schwierig, wenn dieses nur schrittweise gefördert werden kann und solange in Ruhe bleiben muss, solange die Nadel in das Nähgut einsticht. Mit der erfindungsgemäßen Nähmaschine ist es nun möglich, auch Materialbahnen aus harten oder zähen Materialien mit einer hohen Arbeitsgeschwindigkeit zu vernähen.

Grundsätzlich kann mit allen üblichen Sticharten genäht werden. Bei dem Nähen mit Kettenstich oder Steppstich muss dem Nähoberteil dann ein Nähunterteil zugeordnet sein mit einem unteren Rahmen, an dem mindestens ein mit der Nadel zusammenwirkendes Stichbildungsorgan, beispielsweise ein Greifer gelagert ist, der mit einem entsprechenden Antrieb gekoppelt ist.

Der Nähguttransport umfasst vorzugsweise mindestens einen Riementransport, um auch lange Materialbahnen unterbrechungsfrei durch die Nähmaschine transportieren zu können.

Für einen sicheren und geraden Transport von miteinander zu vernähenden Materialbahnen kann es zweckmäßig sein, beiderseits der Nadelstange jeweils einen Riementransport anzuordnen.

Grundsätzlich kann eine Auflageplatte für das Nähgut vorgesehen sein, so dass der Nähguttransport das Nähgut über die Auflageplatte schiebt oder zieht. Vorzugsweise umfasst der Nähguttransport aber obere und untere Transportorgane, beispielsweise Transportriemen, die miteinander zusammen wirken und das Nähgut zwischen sich halten und transportieren.

Grundsätzlich können die Antriebe für die Nadelstange, den Schlitten und ggf. die unteren Stichbildungsorgane in unterschiedlicher Weise ausgebildet sein, vorzugsweise sind sie aber in an sich bekannter Weise als Exzenterantriebe ausgebildet. Insbesondere für die Nadelstange gewährleistet dieser Antrieb auf der einen Seite eine hohe Präzision und auf der anderen Seite die Übertragung hoher Stichkräfte.

Wenn sehr harte oder zähe Materialien vernäht werden sollen, die mit den zur Verfügung stehenden Nadeln nicht mehr ohne weiteres durchstochen werden können, kann es zweckmäßig sein, wenn die Nähvorrichtung eine Stanz- oder Bohreinrichtung umfasst, die zum Stanzen bzw. Bohren der Nadeleinstichlöcher in dem Nähgut stromaufwärts der Nadelstange angeordnet ist. Damit können zunächst die Einstichlöcher erzeugt werden, in die dann die Nadel ohne großen Kraftaufwand einstechen kann.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, welche in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen:

1 eine teilweise schematische perspektivische Ansicht der erfindungsgemäßen Nähvorrichtung mit Nähoberteil und Nähunterteil, jedoch ohne Nähguttransport,

2 eine der 1 entsprechende Ansicht der Nähvorrichtung, wobei die äußeren Gehäusewände und Teile des inneren Rahmens des Nähoberteils weggelassen wurden,

3 eine teilweise perspektivische Ansicht der in den 1 und 2 dargestellten Nähvorrichtung aus einem anderen Blickwinkel schräg von vorne, wobei wiederum Teile der Gehäuse und der Rahmen von Nähoberteil und Nähunterteil weggelassen wurde,

4 eine Ansicht der in den 1 bis 3 dargestellten Nähvorrichtung von der Seite,

5 eine Draufsicht auf das geöffnete Nähoberteil,

6 eine Draufsicht auf das geöffnete Nähunterteil und

7 eine teilweise schematische perspektivische Darstellung eines als Riementransport ausgebildeten Nähguttransportes.

Die erfindungsgemäße Nähvorrichtung umfasst ein allgemein mit 10 bezeichnetes Nähoberteil und ein diesem zugeordnetes Nähunterteil 12. Das Nähoberteil hat einen inneren Rahmen bestehend aus zwei Rahmenseitenwänden 14 (2) und 16 (5), einer Vorderwand 18 und einer Rückwand 20 (5). Dieser innere Rahmen wird normalerweise durch ein Gehäuse bildende Abdeckplatten 22 (1) abgedeckt.

An der Seitenwand 14 des Rahmens des Nähoberteils 10 sind zwei Vorsprünge 24 und 26 ausgebildet, die Führungsschienen 28 tragen. An diesen Führungsschienen 28 ist mit Hilfe von Gleitstücken 30 ein Schlitten 32 verschiebbar gelagert. An diesem Schlitten 32 ist in Lagerböcken 34 mit Hilfe von Lagern 36 eine Nadelstange 38 so gelagert, dass sie senkrecht zur Verschieberichtung des Schlittens 32 auf und ab verstellbar ist. Ferner ist an dem Schlitten 32 ein Drückerfuß 40 angeordnet. Die Nadelstange dient im dargestellten Ausführungsbeispiel zur Halterung zweier Nähnadeln 42, welche den Drückerfuß 40 durchsetzen.

In den Seitenwänden 14 und 16 des Rahmens des Nähoberteiles sind die Antriebswellen für die Verstellung der Nadelstange 38 und die Verstellung des Schlittens 32 gelagert. Der Nadelstangenantrieb umfasst eine Hauptwelle 44 mit einer Kurbelscheibe 46, die über ein Pleuel 48 mit der Nadelstange 38 verbunden ist, so dass bei einer Drehung der Hauptwelle 44 die Nadelstange 38 zwischen einem oberen und einem unteren Totpunkt auf und ab bewegt wird.

Der zum Hin- und Herbewegen des Schlittens 32 dienende Schlittenantrieb 50 umfasst einen auf der Hauptwelle 44 des Nadelstangenantriebs angeordneten Exzenter 52, der über ein Pleuel 54 gelenkig mit einem Hebel 56 verbunden ist, der seinerseits drehfest mit einer in den Seitenwänden 14 und 16 des Rahmens des Nähoberteils 10 gelagerten Schwenkwelle 58 verbunden ist. Diese trägt an ihrem dem Schlitten 32 zugewandten Ende drehfest einen Hebel 60, der gelenkig mit einem an dem Schlitten 32 angelenkten Hebel 62 verbunden ist. Bei der Drehung der Hauptwelle 44 wird die Schwenkwelle 58 über den Exzentermechanismus 52, 54, 56 um ihre Achse hin und her gedreht, wobei diese Hin- und Herdrehung durch die Hebelanordnung 60, 62 in eine Hin- und Herbewegung des Schlittens 32 entlang den Führungsschienen 28 umgesetzt wird. Der Schlitten 32 ermöglicht in Verbindung mit dem Schlittenantrieb 50 den Nadeltransport, wobei die Stellung der Nadelstange senkrecht zur Nähebene beibehalten wird. Das heißt die Nadelstange wird durch den Schlitten immer nur parallel zu sich selbst verschoben und nicht um eine Achse verschwenkt, wie dies bei Nähvorrichtungen mit einem herkömmlichen Nadeltransport üblich ist.

Das Nähunterteil 12 unterscheidet sich in seinem Aufbau nicht wesentlich von herkömmlichen Einrichtungen dieser Art und ist im dargestellten Ausführungsbeispiel für einen Kettenstich ausgebildet. Es umfasst einen Rahmen 64 mit einer Bodenplatte 66 und äußeren Rahmenwänden 68, 70, 72 und 74 sowie einer Zwischenwand 76. Die Rahmenseitenwand 68 trägt eine Stichplatte 78. In den Rahmenseitenwänden 68 und 70 ist eine Hauptwelle 80 gelagert, die über einen Greiferexzenter 82 eine in der Rahmenseitenwand 68 drehbar gelagert Greiferwelle 84 antreibt, die drehfest mit einem Doppelgreifer 86 verbunden ist.

Eine Drehung der Hauptwelle 80 führt somit zu einer Hin- und Herbewegung des Doppelgreifers 86 um die Achse der Greiferwelle 84.

Ferner wird von der Hauptwelle 80 über ein Kegelradgetriebe 88 eine senkrecht zur Hauptwelle 80 gerichtete und in der Zwischenwand 76 und der Rahmenaußenwand 72 gelagerte Nebenwelle 90 angetrieben. Diese treibt ihrerseits über einen ersten Exzenter 92 und eine ebenfalls in der Zwischenwand 76 und der Rahmenaußenwand 72 gelagerte Schwenkwelle 94 einen Fadenzieher 96 an, der an der Außenseite der Rahmenaußenwand 72 angeordnet ist. Über einen zweiten Exzenter 98 treibt die Nebenwelle 90 einen Spreizer 100 an, der fest auf einer in der Rahmenseitenwand 68 gelagerten Stange 102 sitzt und über den zweiten Exzenter 98 in 6 in Längsrichtung der Stange 102 hin und her bewegt wird, um die Fadenschlingen zu spreizen, wie dies an sich bekannt ist.

Das Nähoberteil 10 und das Nähunterteil 12 wirken in an sich bekannter Weise zur Bildung einer Kettenstichnaht zusammen.

Zur Zuführung eines in 1 nur andeutungsweise dargestellten Nähgutteiles 104 in Richtung des Pfeiles A in 1 dient eine in 7 dargestellte Nähguttransportvorrichtung 106, die an geeigneter Stelle relativ zu dem Nähoberteil 10 und dem Nähunterteil 12 angeordnet werden kann. Im dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst der Nähguttransport 106 einen Riementransport 108 mit einem unteren Transportriemen 110 und einem oberen Transportriemen 112. Der untere Transportriemen 110 ist als Zahnriemen ausgebildet und umschlingt eine Umlenkrolle 113, die in einer Schiene 114 gelagert ist, sowie eine Antriebsrolle 116, die auf einer Antriebswelle 118 sitzt, die ihrerseits in den Seitenwangen 120 eines allgemein mit 122 bezeichneten Lagerrahmens gelagert ist. Die Antriebswelle 118 ist mit einem Antriebsmotor 124 verbunden, der über eine Steuervorrichtung 126 ansteuerbar ist.

Der obere Transportriemen erstreckt sich parallel zu dem unteren Transportriemen 110 und umschlingt zwei Umlenkrollen 128, 130, die in einer oberen Schiene 132 frei drehbar gelagert sind. Das Nähgutteil 104 wird in dem Spalt zwischen den beiden Transportriemen 110 und 112 erfasst und von dem Riementransport 108 dann transportiert.

Die Steuervorrichtung 126 ist so ausgebildet, dass sie den Antriebsmotor 124 in der Weise steuert, dass dieser den Riementransport 108 und damit das Nähgutteil 104 synchron mit der Bewegung des Schlittens 32 und damit der Transportbewegung der Nadelstange bewegt, solange die Nadel in dem Nähgutteil 104 steckt. Da der Schlitten aufgrund des Exzenterantriebes eines Sinusbewegung ausführt, führt auch der Riementransport 108 in der vom Einstechen der Nadel in das Nähgutteil 104 bis zum Austreten der Nadel aus dem Nähgutteil 104 reichenden Phase exakt eine solche Sinusbewegung aus. Außerhalb dieser Phase kann der Antrieb beliebig sein und richtet sich vor allem nach der gewünschten Stichlänge. Gegebenenfalls können mehrere derartige Riementransporte 108 parallel zu einander angeordnet sein, wenn dies zum Zuführen mehrerer oder großer Materialbahnen nötig sein sollte.

Die Beibehaltung der Richtung der Nadelstange 38 senkrecht zu der durch die Stichplatte 78 definierten Nähebene und die absolut synchrone Bewegung des Nähgutteiles 104 zur Vorschubbewegung des Schlittens 32 in der Phase, in der die Nadel im Nähgutteil 104 steckt, verhindert, dass während des Nähvorganges irgendwelche Querkräfte auf die Nadel einwirken. Damit wird der bei dem Nähen von harten oder zähen Materialien zu befürchtende Nadelbruch vermieden und dabei trotzdem eine hohe Nähgeschwindigkeit ermöglicht.

Wenn die Nadel nicht in der Lage sein sollte, das Material alleine zu durchstechen, kann stromaufwärts des Drückerfußes 40, das heißt vor der Nähstelle, eine nicht dargestellte Stanz- oder Bohrvorrichtung angeordnet werden, die zunächst die Einstichlöcher stanzt oder bohrt, in die dann die Nadel oder die Nadeln einstechen können.


Anspruch[de]
Nähvorrichtung, umfassend ein Nähoberteil (10) mit einem oberen Rahmen, einer an diesem auf- und abbewegbar geführten Nadelstange (38) zur Halterung mindestens einer Nadel (42) und mit einem Nadelstangenantrieb (44, 46, 48), einen Nähguttransport (106) mit mindestens einem Transportorgan (108) zum Fördern des Nähgutes (104) in einer Nähebene (78) und eine Steuereinrichtung (126) zum Steuern des Nähguttransportes (106), dadurch gekennzeichnet, dass die Nadelstange (38) für ihre Auf- und Abbewegung senkrecht zur Nähebene (78) an einem Schlitten (32) geführt ist, der parallel zur Förderrichtung (A) des Nähguttransportes (106) an dem Rahmen mittels eines Schlittenantriebes (50) hin- und herbewegbar ist, und dass die Steuereinrichtung (126) den Nähguttransport (106) so steuert, dass sich das mindestens eine Transportorgan (108) während der Phase der Nadelstangenbewegung, die zwischen dem Eintreten der Nadel (42) in das Nähgut (104) und dem Austreten der Nadel (42) aus dem Nähgut (104) liegt, synchron mit dem Schlitten (32) in Förderrichtung (A) des Nähgutes (104) bewegt. Nähvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dem Nähoberteil (10) ein Nähunterteil (12) zugeordnet ist mit einem unteren Rahmen (64), an dem mindestens ein mit der Nadel (42) zusammenwirkendes Stichbildungsorgan (86) gelagert ist, das mit einem Antrieb (80, 82, 84) gekoppelt ist. Nähvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Nähguttransport (106) mindestens einen Riementransport (108) umfasst. Nähvorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass beiderseits der Bewegungsbahn der Nadelstange (32) jeweils ein Riementransport (108) angeordnet ist. Nähvorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Riementransport (108) einen oberen Transportriemen (112) und einen mit diesem zusammenwirkenden unteren Transportriemen (110) umfasst. Nähvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebe für die Nadelstange (38), den Schlitten (32) und ggf. die unteren Stichbildungsorgane (86) jeweils von Exzenterantrieben gebildet sind. Nähvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Stanz- oder Bohreinrichtung umfasst, die zum Stanzen bzw. Bohren der Nadeleinstichlöcher in dem Nähgut (104) stromaufwärts der Nadelstange (38) angeordnet ist.






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