РОТАЦИОННОЕ ЧЕЛНОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ШВЕЙНОЙ МАШИНЫ Российский патент 1997 года по МПК D05B57/14 

Изобретение относится к узлам и деталям швейных машин, в частности к ротационным челночным устройствам.

Известно ротационное челночное устройство швейной машины /1/, содержащее швейный крючок с открытой кольцевой прямоугольной проточкой на внутренней цилиндрической поверхности, установленный в эту проточку своим направляющим пояском шпуледержатель и закрывающее проточку, образующее с ней кольцевую направляющую дорожку для пояска шпуледержателя разрезное упругое кольцо круглого сечения с отгибом на одном из концов. Устройство регулируемо по зазорам, ремонтопригодно, но ненадежно при больших скоростях вращения и ударных нагрузках, поскольку кольцо удерживается от осевого смещения в сторону выхода из устройства регулировочно-установочными винтами, имеющими конические окончания с неспособным создать жесткого упора кольцу углом конусности. Поэтому при нагрузках, превышающих силу упругого сопротивления кольца его соскальзыванию по наклонным поверхностям конических окончаний винтов в сторону выхода их устройства, оно перестает удерживать шупуледержатель. Шпуледержатель выпадает. К промышленным швейным машинам такое устройство неприменимо.

Известно ротационное челночное устройство швейной машины /3/, содержащее швейный крючок с открытой кольцевой прямоугольной проточкой и примыкающей к ней глубокой кольцевой конической канавкой на внутренней поверхности, установленный в проточку направляющим пояском шпуледержатель, установленное в кольцевой конической канавке разрезное упругое кольцо сегментного сечения с отгибом на одном из концов, которое закрывает проточку своим плоским торцем и образует с ней кольцевую направляющую дорожку для пояска шпуледержателя. Коническая канавка обращена расширением конуса в сторону пояска шпуледержателя и разрезное упругое кольцо удерживается в ней от осевого смещения в направлении выхода из устройства исключительно сужением конической поверхности кольцевой конической канавки. О надежности и жесткости этой конструкции говорить нет смысла. По замыслу автора нежесткое закрепление кольца должно обеспечивать некоторое приоткрытие дорожки при попадании внутрь нее случайной нити и тем самым предотвращать заклинивание устройства случайной нитью, которая будет вынесена швейным крючком при повторном захвате. Но предназначение швейного крючка завести нить в устройство, а не наоборот. И замысел невыполним уже потому, что нить редко попадает идеально между торцевыми поверхностями дорожки и пояска шпуледержателя. Как правило, она попадает и в радиальный зазор дорожки, а в радиальной направлении дорожка не приоткрывается. Вместе с тем, не имеющее осевых упоров разрезное упругое кольцо, если бы такое устройство было изготовлено, работало бы в режиме постоянных вибраций от ударов носика пояска шпуледержателя во встречный конец кольца. Жесткость и разрушительное действие вибраций возрастали бы с увеличением скорости вращения швейного крючка. Но в существующих отстандантизированных типоразмерах устройств, а автор предлагает внести изменения именно в существующее устройство, изобретение не может быть осуществлено. Это легко увидеть, построив масштабный конструкторский эскиз. Нет такого геометрического места для выполнения в швейном крючке описанной в изображенной в пояснительном чертеже к изобретению конической канавки хоть сколько-нибудь удерживающей от выпадания разрезное упругое кольцо и шпуледержатель. Чтобы обладать достаточной для удержания кольца конусностью, канавка должна быть либо глубокой, что и изображено на пояснительном чертеже, либо не согласуемой с чертежом незначительной высоты. Изображенная автором канавка полностью вырежет носик швейного крючка. При незначительной же ее высоте, обеспечивающей и не перерезающую носик глубину /не более 0,5 мм/, малейшим осевым усилием от шпуледержателя кольцо будет вытолкнуто из устройства. Это может произойти и от попадания нити между кольцом и шпуледержателем, и от удара в шпуледержатель иглы, и от удара носика пояска шпуледерожателя во встречный конец кольца. Сегментного сечения кольцо не сможет даже достаточно войти в канавку: при глубине 0,5 мм, ее высота в осевом направлении даже при уклоне 30^o составит чуть более 0,7 мм, а высота кольца в целях обеспечения его достаточной жесткости не может быть меньше 1,2-1,5 мм. Т.е. часть кольца просто будет за пределами канавки, а глубина погружения составит 0,2-0,3 мм, не больше. Такая фиксация шпуледержателя кольцом годится лишь для статического состояния устройства. Это дает основание заключить, что изобретение является чисто умозрительным. Тем не менее именно это изобретение оказалось на терминологическом уровне /разрезное упругое кольцо, кольцевая коническая канавка/ наиболее близким по конструктивным элементам предлагаемому изобретению, резко отличающемуся от описанного по всем техническим результатам. В том числе и по технологичности /не требует жесткости осевых размеров в выполнении элементов дорожки для пояска шпуледержателя/ и по ремонтопригодности: при ремонте не требует углубления кольцевой конической канавки, способного опасно надрезать носик швейного крючка.

Продумывая конструкцию ротационного челночного устройства, автор изобретения ставил перед собой задачу найти прежде всего решение высоконадежной конструкции, не допускающей в процессе ее работы раскрытия кольцевой направляющей дорожки для пояска шпуледержателя. Наряду с этим рассматривался вопрос долговечности и в целях долговечности ее ремонтопригодности. Кроме того автор хотел получить решение, применимое ко всем типам существующих ротационных устройств и по возможности технологически несложное. Все усовершенствования наиболее надежных классических устройств /2/, незначительно увеличивая их долговечность, приводили к усложнению технологии изготовления этих устройств, оставляя к тому же их неремонтопригодными.

Задачи, которые ставил автор, были вызваны прежде всего потребностями стегального производства, где ненадежны даже классические /2/ челночные узлы, кольцевая направляющая дорожка которых частично выполнена в монолите швейного крючка, а частью закрыта жесткой секторной пластиной или деталью Г-образного сечения /2/ с закреплением винтами.

Специфика стегального производства в том, что там прошиваемое изделие движется не циклично-соответственно циклам работы швейной машины, как при любом другом шитье /во время входа швейной иглы в ткань и на период ее выхода ткань не перемещается/, а непрерывно и разнонаправленно. Это вызывает постоянный и разнонаправленный отгиб швейной иглы. Если сырье плохо очищено и в стегаемом изделии /одеяла и т.п./ имеются твердые включения или у наполняющего пера твердая ось, попадая в них, игла отгибается еще более. Это нередко приводит к прямым ее ударам в шпуледержатель, которые передаются на поверхности дорожки и приводят к ослаблению скрепляющих детали дорожки винтов. Винты начинают отвинчиваться. Последующие удары и сопутствующие им вибрации усиливают процесс самоотвинчивания. Дорожка открывается и шпуледержатель выпадает. Это наступает тем скорее, чем изношеннее челнок или чем некачественнее его сборка. Пыль и абразивные включения в плохо очищенном наполнителе усиливают процесс износа. Поэтому челночные узлы стегальных автоматов выходят из строя в 2-3 раза скорее любых других.

Прелагаемое решение, во-первых, делает дорожку абсолютно нераскрываемой, во-вторых значительно уменьшает контактные /от ударов/ нагрузки на поверхности подшипниковой пары "кольцевая направляющая дорожка для пояска шпуледержателя поясок шпуледержателя", в-третьих, делая устройство многократно ремонтопригодным, обеспечивает ему целый ряд дополнительных качеств: высокую технологичность изготовления, вариантность и технологичность восстановления деталей, простоту и высокую надежность механизма рассечения и выброса посторонней нити и др.

Сущность изобретения состоит в том, что в швейном крючке, на его внутренней цилиндрической поверхности, на глубину установки пояска шпуледержателя выполнена открытая кольцевая прямоугольная проточка, а на расстоянии высоты пояска шпуледержателя от торца этой проточки, на ее цилиндрической поверхности выполнена неглубокая /0,3-0,5 мм/ кольцевая коническая канавка, высота которой в осевом направлении равна высоте устанавливаемого в ней разрезного упругого кольца трапецеидального сечения с конической наружной поверхностью. Расширение конусности конической канавки направлено в сторону выхода из швейного крючка. Кольцо устанавливается в канавке однонаправленно и, закрывая внутреннюю часть кольцевой прямоугольной проточки, образует с ней кольцевую прямоугольную направляющую дорожку для пояска шпуледержателя. Выбранное направление конусности канавки обеспечивает смещение установленного в нее упругого кольца в ту сторону, в которую действуют силы, стремящиеся раскрыть кольцевую направляющую дорожку. Однако получившее жесткий упор во внешний противолежащий пояску установленного в кольцевую направляющую дорожку шпуледержателя торец конической канавки разрезное упругое кольцо становится абсолютно несмещаемым дальше. Направляющая дорожка получается как бы выполненной в монолите. Невозможность раскрытия такой дорожки гарантирована. Невозможны и вибрации жестко прижатого к несмещаемому торцу канавки кольца. От воздействий со стороны пояска шпуледержателя это прижатие только увеличивается. Разрезное упругое кольцо в таком устройстве выполняется без отгибов и вместе с кольцевой прямоугольной проточкой образует однородную неразрывную и геометрически точную направляющую дорожку на всей длине внутренней поверхности швейного крючка, исключая только проход для обносимой вокруг шпуледержателя игольной нити. В классическом устройстве дорожка по длине составная. В устройствах /1/ и /2/ неразрывна, но длина ее чуть больше 3/4 длины образующей ее окружности, что ведет к циклическим перекосам в ней пояска шпуледержателя и ударам его носика во встречный конец разрезного упругого кольца. Предлагаемое устройство работает практически в безударном режиме, т.к. длина его дорожки составляет от 7/8 до 10/11 длины образующей окружности, что зависит только от типа устройства. От проворота в канавке кольцо фиксируется шпонкой или винтовым штифтом-выталкивателем /для облегчения и ускорения разборки крупных устройств с кольцом большой жесткости/. На торце кольца, обращенном к пояску шпуледержателя, выполнен ряд специальных пазов для рассечения случайно попавшей внутрь кольцевой направляющей дорожки посторонней нити. Такие же пазы выполнены на торцевой и радиальной поверхностях кольцевой прямоугольной проточки в месте установки пояска шпуледержателя. Таким образом, впервые режущие постороннюю нить пазы выполнены на всех трех охватывающих поясок шпуледержателя поверхностях кольцевой направляющей дорожки. Вместе с прорезями на пояске шпуледержателя они образуют безотказные "ножницы" для посторонней нити. Данное устройство отличается и тем, что абсолютно не зависит от качества сборки, не требует высокой квалификации сборщика. Зазор в направляющей дорожке устройства регулируется и восстанавливается по мере износа подбором кольца нужной высоты. Кольцо по высоте легко и многократно ремонтируемо, если нет нового, напайкой с помощью легкоплавкого припоя заготовки из стальной ленты нужной толщины и обрезанием ее по контуру кольца. Предварительно кольцо шлифуется до устранения наработанной износом неплоскостности кольца с учетом толщины напаиваемой лента. В последующем после износа до припоя просто припаивается очередная заготовка. Кольцо требует дополнительной обработки /лента выпускается с достаточным качеством чистоты поверхности/, термообработки, не требует упругости. Заполировывается лишь обрез контура. После значительного износа радиальных поверхностей деталей устройство подвергается капитальному ремонту в целом с применением деталей ремонтных размеров. Но и ресурс до капитального ремонта значительно больше, чем полый радиус классического устройства, которое после износа целиком выбрасывается. Еще одно отличие предлагаемого устройства состоит в том, что при его исполнении с нитенаправителем, нитенаправитель вывода нити из устройства выфрезеровывается как продолжение швейного крючка или представляет собой продолжение разрезного упругого кольца, а не выполняется отдельной деталью.

Предлагаемое устройство может быть выполнено с прорезями в швейном крючке для выброса технологических загрязнений. Ступица швейного крючка может быть изготовлена отдельной деталью, а швейный крючок изготовлен накладным или навинчиваемым на нее. Одна ступица может нести любое число крючков. Это даст значительную экономию стали в челночном производстве до 70% на каждый швейный крючок от ныне расходуемого. Не имеющие централизованной смазки промышленные машины, а также бытовые можно снабжать ступицей-емкостью для автономной инерционной циклической смазки направляющей дорожки с дозированием поступления масла клапаном или фильтром с изменяемой плотностью, с естественным или клапанным регулированием внутриемкостного давления /разряжения/. При регулировании без клапана масло, отсасываемое из емкости инерционными силами, создает в ней разрежение. При остановке машины за счет разрежения в емкость через масляный канал всасывается атмосферный воздух и давление выравнивается или приближается к атмосферному. Процесс циклически повторяется, гарантируя достаточно надежную смазку устройства.

На фиг. 1 изображено ротационное челночное устройство общего вида без шпульного колпачка; на фиг. 2 разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 увеличенное изображение сборки челночного устройства по поз. Б /стрелками показаны поверхности, образующие кольцевую направляющую дорожку для пояска шпуледержателя/; на фиг. 4 конструкция фиксации разрезного упругого кольца от поворота в кольцевой конической канавке с помощью винтового штифта /исполнение 1/ или шпонки /исполнение 2/; на фиг. 5 разрезное упругое кольцо /вид на торец обращенный к пояску шпуледержателя/; на фиг. 6 швейный крючок устройства прототипа с нитенаправителем вывода игольной нити, в которой переходит разрезное упругое кольцо /шпуледержатель не показан/; на фиг. 7 - местный разрез швейного крючка /фиг. 6/ плоскость Г-Г, показаны разрезное упругое кольцо, кольцевая направляющая дорожка для пояска шпуледержателя; на фиг. 8 конструкции накладного /исполнение 1/ и навинчиваемого /исполнение 2/ швейных крючков на ступицу, изготовленную отдельно, показаны прорези для выброса технологических загрязнений; на фиг. 9 увеличенное изображение прорези-окна для выброса технологических загрязнений от шитья /поз. Д фиг. 8/; на фиг. 10 ротационное челночное устройство со ступицей-емкостью для автономной смазки кольцевой направляющей дорожки для пояска шпуледержателя, принципиальное изображение; на фиг. 11 швейный крючок устройства с вертикальной осью вращения, заканчивающийся нитенаправителем вывода игольной нити. Направитель выполнен заодно со швейным крючком, является его продолжением.

Ротационное челночное устройство состоит из швейного крючка 1 с носиком для захвата игольной нити 2, шпуледержателя 3 с пояском 4 и шпульного колпачка /не показан как деталь, не имеющая принципиального отношения к изобретению/. На внутренней цилиндрической поверхности швейного крючка имеется кольцевая прямоугольная проточка 5, а на ее цилиндрической поверхности 6, на расстоянии высоты пояска 4 шпуледержателя 3 от торца 7 расположена кольцевая коническая канавка 8, в которой установлено разрезное упругое кольцо 9, образовавшее своей торцевой поверхностью 10 с поверхностями 6 и 7 кольцевую прямоугольную направляющую дорожку 11 для пояска 4 шпуледержателя 3. Шпуледержатель 3 установлен своим пояском 4 в кольцевой направляющей дорожке 11 с гарантированным геометрически точным зазором t. Разрезное упругое кольцо на обращенной к пояску шпуледержателя торцевой поверхности 10 имеет наклонные режуще-направляющие пазы 12 для рассечения и выброса попавшей внутрь кольцевой направляющей дорожки посторонней или излишней игольной, а иногда и шпульной нити /при неправильной заправке последних двух/. Такие же пазы /не показаны как не являющиеся следствием и предметом изобретения/ выполнены на поверхностях 6 и 7. Встречно им на пояске 4 шпуледержателя 3 за его носиком 13 расположены прорези 14 той же предназначенности. Фиксирование резервного упругого кольца от проворота в кольцевой конической канавке осуществлено винтовым штифтом 15 /исполнение 1/ или шпонкой 16 /исполнение 2/. А дополнительные функции в модификациях устройства обеспечены нитенаправителями 17, окнами для выброса загрязнений 18, ступицей-емкостью для смазочного масла 19 с каналами 20 и фильтром-дозатором для поступления масла к трущимся поверхностям кольцевой направляющей дорожки 21, выполненными внутри корпуса швейного крючка. Возможности удешевления швейных крючков и экономии дорогостоящих сортов стали, идущей на их производство, обеспечено несменяемой ступицей 22 и накладным швейным крючком 23/1/, закрепленным винтами 24 /исполнение 1/, или навинченным швейным крючком, если ступица имеет резьбовое окончание /исполнение 2/, 25/1/.

В процессе работы швейный крючок, имеющий однородную геометрическую точку, неразрывную на длине от 7/8 до 10/11 длины образующей окружности кольцевую направляющую /подшипниковую/ дорожку для пояска шпуледержателя - мягко вращается вокруг неподвижного шпуледержателя, выдерживая любые скорости и динамические нагрузки, в том числе и от попадания и прямого удара иглой в шпуледержатель, обеспечивая своей конструкцией абсолютную нераскрываемость дорожки и в силу геометрической точности, однородности и большой окружной длины дорожки максимально низкие контактные напряжения в соприкасающихся во вращении деталях /нет резко выраженных ударов носика пояска шпуледержателя в поверхности дорожки/. При этом в машинах, не имеющих централизованной и гарантированной смазки с применением самосмазывающегося челночного устройства, при вращении швейного крючка, осуществляется подача масла к трущимся поверхностям. Носик швейного крючка в процессе вращения захватывает игольную нить и обносит ее вокруг неподвижного шпуледержателя, переплетая с челночной нитью, которая поступает со шпули, находящейся внутри шпуледержателя непосредственно на его оси или помещенной в шпульный колпачок /в зависимости от типа устройства/. Переплетенные нити с помощью имеющихся на швейной машине устройств нитепритягивателя и нитенатяжения завязываются в швейный станок, прочно соединяющий края сшиваемых материалов или стягивающий противоположные поверхности оболочки стегаемого изделия /одеяла, матраца и т. п. /, фиксируя таким образом от перемещения внутри него ровно распределенный наполнитель /перо или любой другой/. При дальнейшем вращении швейного крючка процесс циклически продолжается, образуя любой необходимой промышленности шов. Шпуледержатель удерживается от вращения пальцем шпуледержателя, который либо выполнен отдельной деталью и закреплен на платформе швейной машины /не показан/, либо является продолжением шпуледержателя и входит в предназначенный для него паз, неподвижно связанный с платформой машины /например, паз в игольной пластине, всегда закрепляемой на платформе неподвижно/.

В процессе работы возможно попадание внутрь кольцевой направляющей дорожки посторонней нити, частиц пера, древовидного мусора грубых пеньковых и льняных тканей и т. п. Все частицы и нить рассекаются трехсторонними "ножницами" режущих пазов на поверхностях дорожки вместе с прорезями на пояске шпуледержателя, после чего выбрасываются без каких-либо сбоев в работе машины инерционными силами от вращения или, попав на неподвижный шпуледержатель, осыпаются. В особо загрязненных производствах лучшему очищению направляющей дорожки содействуют прорези-окна по примеру швейного крючка, особенно расположенные непосредственно над режущими нить пазами.

В устройствах типа 2, в устройствах с вертикальной осью вращения и любых других, где обносимая швейным крючком вокруг шпуледержателя игольная нить входит в устройства в непосредственной близости от носика, продолжающего вращение швейного крючка, и осуществляет опасность ее поворота захвата швейным крючком и обрыва, поскольку в работу включается механизм нитенатяжения, в этих устройствах нить выходит по нитенаправителям, исключающим повторный захват нити.

В устройствах с автономной смазкой кольцевой направляющей дорожки в процессе работы осуществляется автоматическая /без насоса/ периодическая подача масла к трущимся поверхностям из челночной емкости, расположенной на ступице швейного крючка, по предназначенным для этого каналам. Подача осуществляется за счет центробежных сил во время вращения швейного крючка.

Изобретение относится к оборудованию швейного производства, в частности, к ротационным челночным устройствам. Сущность изобретения состоит в том, что в швейном крючке челночного устройства, на цилиндрической поверхности внутренней кольцевой прямоугольной проточки, в которой установлен направляющий пояском шпуледержатель, выполнена имеющая два ограничительных торца кольцевая коническая канавка, куда, закрыв внутреннюю часть проточки и, образовав с ней кольцевую направляющую дорожку для пояска шпуледержателя, однонаправленно установлено имеющее коническую наружную поверхность и выполненное без отгибов разрезное упругое кольцо трапецеидального сечения. В результате, для пояска шпуледержателя впервые получена геометрически точная, абсолютно нераскрываемая при любых динамических условиях работы устройства и однородная на всей окружной длине, равной длине внутренней поверхности швейного крючка на диаметре прямоугольной проточки, - кольцевая направляющая дорожка. На всех трех ее охватывающих поясок шпуледержателя поверхностях имеются режущие пазы для рассечения и выброса посторонней нити. Устройство регулируемо по осевому зазору в дорожке и многократно ремонтопригодно. 5 з.п. ф-лы, 11 ил.

1. Ротационное челночное устройство швейной машины, содержащее швейный крючок с открытой кольцевой прямоугольного профиля проточкой на внутренней цилиндрической поверхности, установленный в эту проточку направляющим поясом шпуледержатель и установленное в выполненную на ее цилиндрической поверхности кольцевую коническую канавку разрезное упругое кольцо, образовавшее своей обращенной внутрь швейного крючка торцевой поверхностью вместе с поверхностями проточки кольцевую направляющую дорожку для пояска шпуледержателя, отличающееся тем, что кольцевая коническая канавка выполнена глубиной не более 0,5 мм, имеет два ограничительных торца и направлена расширением конической поверхности в противоположную от пояска шпуледержателя сторону, а разрезное упругое кольцо выполнено без отгибов, имеет трапецеидальное сечение, коническую наружную поверхность, пазы для рассечения и выброса посторонней нити и установлено в кольцевой конической канавке однонаправленно по конусности с возможностью фиксации от окружного смещения и с возможностью осевого смещения под действием сил упругости до упора в противолежащий пояску шпуледержателя внешний ее торец, в результате чего устройство имеет в кольцевой направляющей дорожке гарантированный регулируемый и восстанавливаемый геометрически точный эксплуатационный зазор для пояска шпуледержателя. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что оно имеет направитель выхода игольной нити, переходящим в который выполнено резное упругое кольцо или швейный крючок. 3. Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что в швейном крючке по его периметру выполнены окна для выброса технологического мусора. 4. Устройство по пп. 1 3, отличающееся тем, что швейный крючок и его ступица выполнены раздельно. 5. Устройство по пп. 1 4, отличающееся тем, что ступица швейного крючка выполнена как емкость для независимой смазки устройства. 6. Устройство по пп. 1 5, отличающееся тем, что фиксация кольца от окружного смещения осуществлена штифтом или шпонкой.