Die Erfindung betrifft eine Oberfadenspannvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Eine bei Nähmaschinen gebräuchliche Oberfadenspannvorrichtung der eingangs genannten Art ist nach der DE 102 04 237 AI bekannt. Diese besteht aus zwei Fadenspannscheiben, wobei eine Schraubendruckfeder (Federelement) zum Zusammenpressen der Fadenspannscheiben und ein Antrieb zur Abstandseinstellung zwischen den beiden Fadenspannscheiben vorgesehen ist. Der mit dem Bezugszeichen 20 gekennzeichnete Antrieb ist bei dieser Lösung typischer Weise als elektromagnetische Spule (Elektromagnet) ausgebildet. In Absatz [0120] ist alternativ allerdings auch - wie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 - die Verwendung eines Schrittmotors offenbart.

Unter einem Schrittmotor ist dabei insbesondere ein so genannter Synchronmotor zu verstehen, bei dem der Rotor (drehbares Motorteil mit Welle) durch ein gesteuertes schrittweise rotie ^¬ rendes elektromagnetisches Feld der Statorspulen (nicht drehba ^¬ rer Motorteil) um einen minimalen Winkel (Schritt) oder sein Vielfaches gedreht werden kann. Es handelt sich somit um einen drehenden Antrieb, wobei die Drehbewegung zur Abstandseinstel ^¬ lung der beiden Fadenspannscheiben zum Beispiel über eine Spindel oder dergleichen in eine Linearbewegung umgesetzt wird.

Der Einsatz eines Elektromagneten gemäß der DE 102 04 237 AI gewährleistet zwar einen zuverlässigen Nähbetrieb; problema ^¬ tisch ist allerdings die so genannte Phase des "Lüftens", die insbesondere beim Fadenschneiden eingestellt wird und bei der die Fadenspannscheiben nur ganz leicht gegen den Faden ver- spannt werden dürfen. In dieser Phase besteht bei elektromagne ^¬ tischen Spulen der Nachteil, dass die Genauigkeit ihrer Positi ^¬ onseinstellung stark temperaturabhängig ist, d. h. um diese Phase überhaupt realisieren zu können, ist ein Regelkreis er ^¬ forderlich, der einerseits die Fadenspannung misst und andererseits den Elektromagneten gegebenenfalls entsprechend nachjus ^¬ tiert .

Setzt man statt des Elektromagneten bei der Lösung nach der DE 102 04 237 AI, wie in Absatz [0120] vorgeschlagen, einen Schrittmotor ein, ergeben sich andere Probleme: Bei einer "weichen" Schraubendruckfeder ist der Stellweg zum "Lüften" sehr lang, d. h. der Schrittmotor ist für diesen Anwendungsfall definitiv zu langsam. Würde man statt dessen eine "harte" Schrau ^¬ bendruckfeder verwenden, so wäre auch in diesem Fall eine Vorrichtung zur Messung der Fadenspannung erforderlich, da Schraubendruckfeder insbesondere nahe ihrer entspannten Ausgangslänge aufgrund ihres Herstellungsverfahrens vergleichsweise hohe To ^¬ leranzen aufweisen, d. h. man kann sich nicht darauf verlassen, dass sich vermeintlich gleiche Schraubendruckfedern im Einsatzfall exakt gleich verhalten.

Auch wenn die DE 102 04 237 AI als nächstliegender Stand der Technik angesehen wird, wird der Vollständigkeit halber noch auf folgende Dokumente hingewiesen:

Aus der DE 10 2008 011 509 AI ist eine Fadenspanneinrichtung bekannt, bei der zwischen dem Schrittmotor und den Fadenspannscheiben ein Hebelgetriebe angeordnet ist, um das besagte "Lüf ^¬ ten" beim Fadenschneiden realisieren zu können. Abgesehen davon, dass bei dieser Schrift die Figuren im Widerspruch zur Beschreibung stehen, ist dabei Folgendes festzustellen: Würde man den mit dem Bezugszeichen 11 gekennzeichneten, schrittmotorsei- tigen Hebel länger als den mit dem Bezugszeichen 13 versehenen, fadenspannscheibenseitigen Hebel ausbilden (wie in den Figuren dargestellt), so ergäbe sich ein Untersetzungsverhältnis, d. h. der Schrittmotor wäre definitiv zu langsam, um ein schnelles "Lüften" zu realisieren. Umgekehrt würde eine entgegengesetzte Hebelfestlegung - wie in der Beschreibung dargestellt - die oben erläuterten Herstellungstoleranzen bei Schraubendruckfedern noch verstärken, d. h. diese Alternative setzt zwingend den in Absatz [0026] dieser Schrift genannten Fadenspannungs ^¬ sensor voraus.

Bei den Lösungen nach den Dokumenten DE 195 21 116 AI, DE 196 33 223 AI und DE 10 2007 004 550 AI sind schließlich durchweg elektromagnetische Antriebe und keine Schrittmotoren vorgese ^¬ hen, d. h. es bestehen mindestens die gleichen Probleme wie beim eingangs genannten Stand der Technik.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Oberfadenspann ^¬ vorrichtung der eingangs genannten Art zu verbessern.

Diese Aufgabe ist mit einer Oberfadenspannvorrichtung der eingangs genannten Art durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Nach der Erfindung ist also vorgesehen, dass das Federelement aus einem Elastomer gebildet ist.

Mit anderen Worten wird nach der Erfindung die aus dem Stand der Technik bekannte Schraubendruckfeder durch ein Federelement ersetzt, das aus einem Elastomer gebildet ist.

Unter einem Elastomer ist dabei ein formfester, aber elastischer und insbesondere nicht metallischer Werkstoff zu verste ^¬ hen. Dieser Werkstoff kann ein Kunststoff, aber auch ein Naturprodukt wie zum Beispiel Gummi bzw. Kautschuk sein. Die erfindungsgemäße Lösung hat gegenüber dem vorbekannten Stand der Technik einen erheblichen Vorteil:

Ein Elastomer wird typischer Weise im Spritz- oder Schäumverfahren (geschäumtes und dadurch komprimierbares Elastomer) her ^¬ gestellt. Es lassen sich also auf sehr einfache Weise eine Vielzahl von exakt gleichen Federelementen herstellen, bei denen das wie bei im Wickelverfahren hergestellten Schraubendruckfedern unvermeidliche Toleranzproblem nicht besteht. Erst der Einsatz eines normalerweise zu Dämpfungszwecken verwendeten Elastomers führt dazu, dass in Kombination mit einem Schrittmo ^¬ tor gänzlich auf einen Sensor zur Messung der Fadenspannung verzichtet werden kann, gleichzeitig aber sowohl der normale Nähbetrieb als auch das zeitkritische "Lüften" beim Faden ^¬ schneiden - wie Versuche gezeigt haben - optimal funktioniert..

In Bezug auf die Oberfadenspannvorrichtung ergibt sich daraus, dass Dank des Elastomers (aufgrund seiner günstigen Federkennlinie ist besonders bevorzugt - wie oben erwähnt - die Verwen ^¬ dung eines geschäumten und dadurch komprimierbaren Elastomers vorgesehen) nur wenige Umdrehungen des Schrittmotors erforderlich sind, um die Position der Fadenspannscheiben zwischen einer maximalen Spannposition und einer vollständig entlasteten Position bzw. der "Lüftposition" variieren zu können (oder in anderen Worten: die Fadenspannscheiben sind in einer ersten Drehendposition des Schrittmotors fest gegeneinander verspannt und in einer zweiten Drehendposition des Schrittmotors kontaktfrei zueinander ausgebildet) . Die erfindungsgemäße Oberfaden ^¬ spannvorrichtung weist somit bei sehr kompakter Bauweise eine deutlich höhere Betriebsgeschwindigkeit bzw. Präzision insbe ^¬ sondere beim "Lüften" als die vorgenannten, aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen auf. Andere vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Oberfadenspannvorrichtung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen .

Die erfindungsgemäße Oberfadenspannvorrichtung einschließlich ihrer vorteilhaften Weiterbildungen ist nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt

Figur 1 schematisch und teilweise geschnitten die erfindungsgemäße Oberfadenspannvorrichtung; und

Figur 2 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen

Oberfadenspannvorrichtung mit zwei Paaren von Fadenspannscheiben .

Die in Figur 1 dargestellte, bei Nähmaschinen gebräuchliche Oberfadenspannvorrichtung besteht in bekannter Weise aus zwei Fadenspannscheiben 1, 2 zum Spannen eines Fadens (nicht extra dargestellt), wobei ein Federelement 3 zum Zusammenpressen der Fadenspannscheiben 1, 2 (und damit zum Spannen des Fadens) und ein Schrittmotor 4 zur Abstandseinstellung bzw. zur Druckeinstellung zwischen den beiden Fadenspannscheiben 1, 2 vorgesehen ist .

Wesentlich für die erfindungsgemäße Oberfadenspannvorrichtung ist nun, dass das Federelement 3, das besonders bevorzugt als flachzylindrischer Korpus ausgebildet ist, aus einem Elastomer besteht. Unter einem Elastomer ist dabei zusammenfassend jedes insbesondere nichtmetallische, elastisch verformbare Material wie Gummi oder dergleichen zu verstehen. Die Verwendung eines Elastomers hat den Vorteil, dass die ge ^¬ wünschten Stellkräfte sowohl im "normalen" Nähbetrieb als auch beim "Lüften" bzw. "Fadenschneiden" auch ohne Vorrichtung zur Messung der Fadenspannung sehr exakt einstellbar sind. Außerdem ist mit einem Elastomer eine gleichmäßigere Krafteinleitung in die bzw. auf die Fadenspannscheibe 2 möglich. Dadurch, dass be ^¬ reits ein verhältnismäßig leistungsschwacher Schrittmotor einsetzbar ist, ergibt sich darüber hinaus in vorteilhafter Weise ein sehr kompakter Aufbau der Oberfadenspannvorrichtung, wobei diese, wie erwähnt, auf einfache Weise mit einer sehr hohen Maßgenauigkeit (geringe Toleranzen) herstellbar bzw. betreibbar ist .

Insgesamt zeichnet sich die erfindungsgemäße Lösung insbesonde ^¬ re dadurch aus, dass die beiden Fadenspannscheiben besonders schnell gelöst bzw. gelüftet werden können, was in vielen Nähsituationen und zwar insbesondere beim Schneiden des Fadens wichtig ist und insgesamt - bei gleichzeitiger Verringerung der Bauteile (Verzicht auf Fadenspannungssensor) - die Betriebsge ^¬ schwindigkeit der Nähmaschine erhöht.

Wie aus Figur 1 ersichtlich, ist weiterhin bevorzugt vorgesehen, dass das Federelement 3 über ein Betätigungselement 5 mit dem Schrittmotor 4 verbunden ist, wobei ferner bevorzugt vorgesehen ist, dass das sich zwischen dem Betätigungselement 5 und einer Fadenspannscheibe 2 erstreckende Federelement 3 mindes ^¬ tens in diesem Bereich als vorzugsweise homogener Vollkörper ausgebildet ist.

Besonders bevorzugt ist weiterhin vorgesehen, dass zwischen dem Betätigungselement 5 und dem Schrittmotor 4 ein eine Drehbewe ^¬ gung des Schrittmotors 4 in eine Axialbewegung des Betätigungs ^¬ elements 5 umsetzendes Spindelelement 6 angeordnet ist. Unter einer Spindel bzw. einer Gewindespindel ist dabei ganz allge- mein ein Maschinenelement zu verstehen, das zusammen mit ande- ren Elementen eine drehende Bewegung in eine translatorische Bewegung umwandelt.

In diesem Zusammenhang ist weiterhin vorgesehen, dass das Betätigungselement 5 verschieblich, aber verdrehfest bzw. verdrehgesichert zu den beiden Fadenspannscheiben 1, 2 gelagert ist. Dabei sind die Fadenspannscheiben 1, 2 kreisförmig ausgebildet und weisen zentrisch eine Öffnung 7, 8 auf. Außerdem ist vorgesehen, dass eine der beiden Fadenspannscheiben 1 ortsfest und die andere Fadenspannscheibe 2 beweglich zum in einem entspre ^¬ chenden Gehäuse untergebrachten Schrittmotor 4 angeordnet ist.

Ferner ist, wie dargestellt, bevorzugt vorgesehen, dass das Be ^¬ tätigungselement 5 einen stiftförmigen Fortsatz 9 und ein daran angeordnetes, mit dem Federelement 3 in Kontakt stehendes Tel ^¬ lerelement 10 aufweist, wobei der stiftförmige Fortsatz 9 je ^¬ weils eine Öffnung 7, 8, 11 an den beiden Fadenspannscheiben 1, 2 und am Federelement 3 durchgreifend ausgebildet ist.

Die erfindungsgemäße Oberfadenspannvorrichtung, deren Spannwirkung auf den Faden für das Gelingen der Naht von größtem Ein- fluss ist, funktioniert wie folgt: Der Faden (nicht darge ^¬ stellt) befindet sich zwischen den beiden Fadenspannscheiben 1, 2. In Figur 1 weisen diese mindestens einen der Fadenstärke entsprechenden Abstand zu einander auf, d. h. der Faden kann frei zwischen den beiden Fadenspannscheiben 1, 2 bewegt werden.

Soll nun Spannung auf den Faden aufgebracht werden, so wird der Schrittmotor 4 betätigt, d. h. in Drehung versetzt. Diese Dre ^¬ hung wird an der Spindel 6 in eine Axialbewegung des Betäti ^¬ gungselements 5 oder genauer gesagt des stiftförmigen Fortsat ^¬ zes 9 umgesetzt, und zwar in der Weise, dass sich der stiftför ^¬ mige Fortsatz 9, der sowohl die Öffnungen 7, 8 an den Faden- spannscheiben 1, 2 als auch die Öffnung 11 am Federelement 3 durchgreift, und damit auch das Tellerelement 10 in Richtung Schrittmotor 4 bewegen.

Diese Bewegung führt dazu, dass der Faden zwischen den Fadenspannscheiben 1, 2 eingeklemmt wird, und dies umso fester, je länger der Motor dreht, da durch die Axialbewegung über das Federelement 3 eine immer größere Kraft auf die Fadenspannscheibe

2 ausgeübt wird.

Soll die Oberfadenspannvorrichtung gelöst bzw. gelüftet werden, ist lediglich eine Drehbewegung des Schrittmotors 4 in die andere Richtung erforderlich. Da das Federelement 3 auch bei großer Haltespannung vergleichsweise geringfügig verformt wur ^¬ de, ist dabei die in Figur 1 dargestellte Ausgangsstellung schnell wieder erreicht.

Schließlich ist gemäß Figur 2 vorgesehen, dass die Oberfadenspannvorrichtung aus zwei Paaren von Fadenspannscheiben 1, 2 gebildet und jedem Paar ein Schrittmotor 4 und ein Federelement

3 aus einem Elastomer zugeordnet ist. Alle vier Fadenspannscheiben 1, 2 sind dabei hintereinander auf einer Längsachse angeordnet, wobei ein zweites Betätigungselement 5 für das zweite Paar Fadenspannscheiben 1, 2 vorgesehen ist. Im Bereich der Fadenspannscheiben 1, 2 sind die beiden Betätigungselemente 5 konzentrisch zueinander angeordnet; außerdem ist ein Umlenkhebel 12 vorgesehen, um die beiden Schrittmotoren 4 bei konzentrischer Anordnung der Betätigungselemente 5 parallel zueinan ^¬ der versetzt anordnen zu können. Eine solche Lösung mit zwei Oberfadenspannvorrichtungen ist insbesondere für Doppelnadelnähmaschinen vorgesehen. Bezugszeichenliste

1 Fadenspannscheibe

2 Fadenspannscheibe

3 Federelement

4 Schrittmotor

5 Betätigungselement

6 Spindelelement

7 Öffnung

8 Öffnung

9 stiftförmiger Fortsatz

10 Tellerelement

11 Öffnung

12 Umlenkhebel