ШВЕЙНАЯ МАШИНА С ПОЛОЙ ИГЛОЙ

Область техники
Настоящая полезная модель относится к швейной и обувной промышленности и более точно касается швейных машин, предназначенных для сшивания различных материалов.
Предшествующий уровень техники
В современной швейной промышленности используют швейные машины, содержащие корпус с площадкой для размещения сшиваемых тканей, транспортер для перемещения тканей в процессе сшивания, средство сшивания, в качестве которого используют нити, средство проведения нитей через сшиваемые материалы - иглу Зингера с ушком на остром конце, а также механизм перемещения иглы и челнока с приводом.
Однако данная конструкция швейной машины не позволяет создавать полностью герметичный шов, который необходим, например, при изготовлении водонепроницаемых и воздухонепроницаемых изделий, таких, как гидрокостюмы, костюмы для космонавтов, для работы в эпидемиологически неблагоприятных условиях и т.п. Для обеспечения герметизации поверх шва, полученного при использовании данной швейной машины, необходимо размещать дополнительную накладку или покрывать его влагозащитным составом, что требует привлечения дополнительных средств и затрат труда.
Известна, кроме того, швейная машина, описанная в заявке на полезную модель №2020109405, поданной 15.03 2020. В этой швейной машине предложено в качестве средства сшивания использовать текучую быстротвердеющую массу, размещенную в емкости, находящейся в полости корпуса швейной машины. При этом приспособление для проведения средства сшивания через сшиваемые ткани выполнено в данной конструкции в виде полого цилиндра с фильерами, оси которых ориентированы перпендикулярно плоскости расположения тканей. Полость цилиндра сообщена с источником давления и с емкостью с текучей массой. При повышении давления в цилиндре до заданного значения требуемая порция текучей массы выдавливается через фильеры с образованием тонких струй, которые пронизывают сшиваемые материалы и после отверждения сшивающей массы, обеспечивают получение герметичного и прочного шва. Данная швейная машина пригодна для сшивания герметичным швом преимущественно тонких и достаточно мягких материалов, таких, которые могут быть пронизаны струями текучей массы. В то же время, существует потребность в сшивании и более плотных и жестких материалов, например, используемых в обувной промышленности.
Раскрытие существа полезной модели
В основу данной полезной модели поставлена задача усовершенствовать конструкцию швейной машины так, чтобы средство проведения текучей массы сквозь сшиваемые материалы позволяло создавать сквозные отверстия для заполнения средством сшивания также и в плотных и жестких материалах и при этом была бы удобной в эксплуатации и не требовала бы больших затрат для своего производства.
Поставленная задача решается тем, что в швейной машине, содержащей корпус с основанием, оснащенным площадкой для размещения сшиваемых материалов, транспортер перемещения сшиваемых материалов, средство сшивания, представляющее собой текучую быстротвердеющую массу, размещенную в емкости, расположенной в полости корпуса или вне корпуса, приспособление для проведения средства сшивания через материалы, механизм прошивания и формирования шва с приводом, размещенным в полости корпуса, согласно настоящей полезной модели, в качестве приспособления для проведения текучей массы через прошиваемые материалы использована полая игла, а механизм прошивания и формирования шва включает в себя цилиндр с поршнем, оснащенным полым штоком, со свободным концом которого соединена полая игла, так, что ее канал сообщен с полостью штока, при этом надпоршневая полость цилиндра сообщена посредством впускного клапана с емкостью с текучей массой, а также, посредством выпускного клапана - с полостью штока, кинематически связанного с приводом.
Целесообразно, чтобы в поршне полого цилиндра было выполнено отверстие, в котором установлен выпускной клапан.
Также целесообразно, чтобы полая игла была соединена с концом полого штока разъемным соединением, что позволило бы осуществлять смену иглы с учетом толщины и плотности сшиваемых материалов.
Возможно, чтобы шток был связан с приводом посредством кривошипно-шатунного механизма.
При этом желательно, чтобы ось головки шатуна была соединена с маховиком с возможностью смещения в радиальном направлении, а шатун имел средство соответствующего изменения его длины, что позволило бы изменять величину возвратно-поступательного перемещения полого штока, т.е. глубину прошивания с учетом толщины сшиваемых материалов.
Для повышения прочности шва возможно на наружной поверхности нижней части транспортера, выполненной в виде валка, по его периметру в плоскости перемещения иглы выполнить кольцевую канавку, приспособленную для заполнения текучей массой в процессе прошивания и образования перемычек между нитями, формируемыми полой иглой в тканях.
Желательно верхнюю часть транспортера выполнить в виде подпружиненного штока, на конце которого установлена с возможностью качания вокруг оси, перпендикулярной оси иглы, прижимная лапка с прорезью для прохода иглы.
При этом целесообразно чтобы на противолежащих поверхностях прорези лапки, в зоне перемещения иглы, была бы создана полусфера с отверстием в вершине для прохода иглы, приспособленная для заполнения текучей массой в процессе прошивания и образования «шляпок» на концах отвержденных нитей, что способствовало бы повышению герметичности выполненного шва.
Возможно также, чтобы верхняя часть транспортера была выполнена в виде подпружиненного штока, на конце которого установлена с возможностью качания вокруг оси, перпендикулярной оси иглы, скоба, на концах которой смонтированы поворотные прижимные диски, параллельно друг другу, между которыми могла бы располагаться соединенная со скобой полусфера с вершиной для прохода иглы, в которой после выхода иглы могла бы формироваться «шляпка» для повышения герметичности шва.
Технический результат настоящей полезной модели состоит в том, что предлагаемая швейная машина, благодаря использованию в качестве средства проведения сшивающей текучей массы остроконечной металлической полой иглы, позволяет прокалывать и сшивать герметичным швом также и плотные, жесткие материалы, в частности, используемые в кожевенной и обувной промышленности.
В дальнейшем полезная модель поясняется описанием конкретных примеров ее осуществления и прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг. 1 изображает швейную машину в разрезе, вид спереди, в положении до прошивания;
фиг. 2 - то же, что и на фиг. 1, в положении прошивания;
фиг. 3 - цилиндр с полым штоком и полой иглой в разрезе, в положении до прошивания;
фиг. 4 - то же, что и на фиг. 3, в положении прошивания;
фиг. 5 - кривошипно-шатунный механизм, вид спереди;
фиг. 6 - маховик кривошипно-шатунного механизма, вид сбоку справа;
фиг. 7 - то же, что и на фиг. 5, вид сбоку, слева, в исходном положении;
фиг. 8 - то же, что и на фиг. 7, в начале опускания иглы;
фиг. 9 - механизм прошивания с верхней частью транспортера, вариант с качающейся лапкой, изометрия;
фиг. 9а - поперечное сечение лапок транспортера в плоскости перемещения иглы;
фиг. 10 - механизм прошивания с верхней частью транспортера, вариант с дисками, вид спереди;
фиг. 11 - то же, что и на фиг. 10, вид сбоку слева.
На чертежах использованы следующие обозначения: 1 - корпус швейной машины, 2 - площадка для сшиваемых материалов, 3 - прошиваемые материалы, 4 - электродвигатель, 5 - выходной вал двигателя, 6 - дополнительный вал, 7 - передаточный вал, 8 - валки нижней части транспортера, 9 - канавка на валках, 10 - емкость со сшивающей массой, 10а - заливная воронка, 11 - шланг от емкости 10, 12 - цилиндр, 13 - впускной клапан, 14 - поршень, 15 - отверстие в поршне, 16 - выпускной клапан, 17 - полый шток, 17а - держатель штока, 18 - полая игла, 19- шарнир, 20 - шатун, 20а - головка шатуна, 20б - регулирующая гайка шатуна, 21 - маховик, 22 - ось головки шатуна, 23 - прорезь в маховике, 24 - шток верхней части транспортера, 25 - пружина транспортера, 26 - цилиндр верхней части транспортера, 27 - палец транспортера, 28 - рукоятка верхней части транспортера, 29 - ось рукоятки транспортера, 30 - овальное отверстие на рукоятке, 31 - ось лапки транспортера, 32 - лапка верхней части транспортера, 33 - полусфера в лапке, 34 - скоба верхней части транспортера, 35 - ось скобы, 36 - диск верхней части транспортера, 37 - ось диска верхней части транспортера,
Описание полезной модели
Швейная машина с полой иглой, согласно настоящей полезной модели, изображенная в общем виде на фиг. 1 в исходном положении (до прошивания), содержит полый корпус 1, на основании которого имеется площадка 2 для размещения сшиваемых материалов 3. В полости корпуса 1 размещен привод, в данном примере электродвигатель 4 (возможен также механический привод), с выходным (основным) валом 5. Вал 5 соединен с дополнительным валом 6 посредством передаточного вала 7 (коническая зубчатая или ременная передача). На конце основного вала 5 установлен валок 8, выполняющий функцию нижней части транспортера, обеспечивающего перемещение сшиваемых материалов 3 в процессе прошивания. На наружной поверхности валка 8 по его периметру в плоскости перемещения прошивающей иглы (описана ниже), выполнена кольцевая канавка 9, в которую попадает сшивающая масса из полой иглы в процессе прошивания материалов 3, что позволяет создавать перемычки между соседними нитями, сформированными полой иглой в сшиваемых материалах, повышая прочность шва.
В корпусе 1 также размещена емкость 10 со сшивающей массой. Это может быть сменяемый баллон, но может быть и постоянная емкость с воронкой 10а, через которую можно заливать сшивающую массу в эту емкость. Возможен вариант расположения емкости со сшивающей массой вне корпуса. В качестве сшивающей массы может быть использован любой известный в настоящее время текучий быстротвердеющий материал.
От емкости 10 отходит шланг 11, через который сшивающая масса через впускной клапан 13 поступает в полость цилиндра 12, расположенную над поршнем 14. (показано на фиг. 3 и 4). Полый цилиндр 12 расположен вертикально и закреплен на корпусе 1.
Подробное описание цилиндра 12, механизма прошивания и строения транспортера будет дано при описании фиг. 3 и последующих фигур.
На фиг. 2, в отличие от фиг. 1, швейная машина показана в положении прошивания. Верхняя часть транспортера опущена и прижимает сверху сшиваемые материалы 3 к поверхности валка 8 нижней части транспортера. Маховик 21 повернут на 180 градусов относительно его положения на фиг. 1, шатун и соединенный с ним держатель штока переведены в нижнее положение. При этом так же опускаются вниз поршень 14 в цилиндре 12, и полая игла 18 прокалывает ткани 3.
На фиг. 3 показан в разрезе цилиндр 12 в положении до прошивания.
Внутри цилиндра 12 находится поршень 14, установленный с возможностью возвратно-поступательного перемещения. В центре поршня выполнено отверстие 15, в которое встроен выпускной клапан 16. С нижней стороны к поршню 14 подсоединен полый шток 17, так, что полость штока 17 сообщена с надпоршневой полостью цилиндра 12 через выпускной клапан 16. Шток 17 имеет длину, слегка превышающую длину цилиндра 12, и выступает за его пределы. К нижнему выступающему из цилиндра 12 концу штока 17 герметичным разъемным соединением (например, резьбовым) прикреплена своим тупым концом полая игла 18, канал которой сообщен с полостью штока 17. К наружному участку штока 17 над местом его соединения с тупым концом полой иглы 18 прикреплен держатель штока 17а. Держатель штока 17а огибает снаружи цилиндр 12 и соединен посредством поворотного шарнира 19 с концом шатуна 20.
На фиг. 4, в отличие от фиг. 3, цилиндр 12 показан в момент прошивания. Шатун 20 с шарниром 19, держатель штока 17а и шток 17 опущены вниз. Поршень 14 при этом занимает в цилиндре 12 нижнее положение. При движении поршня 14 вниз в надпоршневой полости цилиндра 12 создается вакуум, впускной клапан 13 открывается, а выпускной клапан 16 в отверстии 15 в поршне 14 закрывается. Надпоршневая полость цилиндра 12 заполняется сшивающей массой, поступающей через шланг 11 из емкости 10.
При возвратном движении шатуна 20 и штока 17 с полой иглой 18 поршень 14 поднимается и в надпоршневой полости цилиндра 12 давление повышается. При этом впускной клапан 13 закрывается, а выпускной клапан 16 открывается. Сшивающая масса из надпоршневой полости цилиндра 12 поступает через полую часть штока 17 в канал полой иглы 18, выходящей в этот момент из проколотых тканей 9, и заполняет проделанное полой иглой в тканях пространство.
На фиг. 5 показан один из вариантов строения шатуна 20 и соединения его с маховиком 21
Верхний конец шатуна 20 - головка шатун 20а связана с маховиком 21 посредством оси 22 шатуна, которая в данном примере представляет собой болт (см. фиг. 5).
Возможны два варианта крепления оси 22 шатуна к маховику 21.
Первый вариант предусматривает жесткое крепление оси 22 (болта) к маховику 21 и соответственно постоянную длину шатуна 20 (на чертежах не показано). В этом случае возвратно-поступательное перемещение шатуна имеет постоянную величину, и машина способна прошивать материалы только определенной толщины.
Во втором варианте предусматривается возможность смещения точки расположения оси 22 шатуна на маховике 21 в радиальном направлении и соответствующего изменения длины шатуна 20. Это дает возможность изменять величину возвратно-поступательного перемещения штока 17 и прошивать материалы различной толщины, расходуя при этом сшивающую массу в соответствии с толщиной сшиваемых материалов.
На фиг. 5, 6, 7 и 8 показан вариант раздвижного шатуна 20, включающего три основные части.
На фиг. 5 представлен вид спереди раздвижного шатуна, соединенного с маховиком 21, установленным на дополнительном поворотном валу 6. Верхняя часть - головка шатуна 20а и регулирующая гайка 20б показаны в разрезе по вертикальной плоскости. Нижняя часть шатуна 20 соединена шарниром 19 с держателем 17а штока 17. На этой части шатуна 20 имеется наружная резьба. Головка шатуна 20а выполнена полой и на ее открытом конце установлена регулирующая гайка 20б с возможностью свободного вращения относительно головки шатуна 20а. Гайка 206 снабжена внутренней резьбой, соответствующей наружной резьбе на конце штока 20. Поэтому при вращении гайки 20б шток 20 втягивается в полость головки 20а, что приводит к уменьшению его длины или выдвигается наружу с восстановлением исходной длины.
В этом варианте предлагаемой швейной машины в маховике 21 выполнена радиальная щелевидная прорезь 23 (фиг. 6), по которой может перемещаться ось 22 (болт), изменяя радиус вращения шатуна. Перемещение оси 22 обеспечивается изменением общей длины шатуна 20 с головкой 20а путем вращения регулирующей гайки 20б. На части болта, которая располагается в прорези 23 маховика 21, имеются расширения, которые не позволяют болту 22 смещаться относительно маховика 21 в поперечном направлении.
На фиг. 7 кривошипно-шатунный механизм показан в исходном положении, перед началом прошивания, вид с торца. Величина хода шатуна 20 и соответственно полой иглы 18 определяется положением болта (оси 22) в маховике 21.
На фиг. 8 маховик 21 повернут на небольшой угол, в результате чего шатун 20 вынуждает держатель 17а штока 17 перемещаться вниз, при этом полая игла 18 также опускается и прокалывает сшиваемые материалы 3.
Таким образом, при вращении регулирующей гайки 206 изменяется общая длина шатуна 20 с головкой 20а и соответственно радиус вращения головки шатуна. Это позволяет изменить величину хода поршня 14 в цилиндре 12, глубину прошивания полой иглы 18, а также количество сшивающей массы, поступающей в надпоршневую полость цилиндра 12 и выдавливаемой через поршень в ткани.
Параллельно механизму прошивания, позади него, расположена верхняя часть транспортера. На фиг. 9 в изометрии показан возможный вариант верхней части транспортера с качающейся лапкой. Верхняя часть транспортера содержит шток 24, поджатый пружиной 25, верхний конец которого перемещается в направляющем полом цилиндре 26. В средней части штока 24 имеется палец 27для соединения с поворотной рукояткой 28. Рукоятка 28 вращается на оси 29, закрепленной на корпусе машины. В коротком плече рукоятки 28 имеется овальное отверстие 30, в которое вставлен палец 27. Таким образом, поворачивая рукоятку 28, поднимают или опускают шток 24.
На нижнем конце штока 24 на оси 31, перпендикулярной оси штока 24, установлена качающаяся прижимная лапка 32 верхней части транспортера. При опускании штока 24 лапка 32 с помощью пружины 25 поджимает сшиваемые материалы 3 к валку 8 нижней части транспортера. В лапке 32 выполнена продольная прорезь для прохода полой иглы 18. В зоне перемещения иглы 18 на противолежащих стенках прорези сформирована полусфера с отверстием в ее вершине для свободного прохода иглы 18. Поперечное сечение лапки 32 в зоне перемещения иглы 18 представлено на фиг. 9а.
В этой полусфере остается капля сшивающей массы из полой иглы, выходящей из прошитого материала. Отвердевая, эта капля превращается в «шляпку» нити, образующейся в прошитых материалах. Это позволяет увеличить герметичность шва.
На фиг. 10 и 11 показан второй вариант верхней части транспортера с прижимными дисками в сочетании с механизмом прошивания.
В отличие от предыдущего варианта в данной конструкции на конце штока 24 установлена скоба 34 с возможностью качания вокруг оси 35, перпендикулярной оси штока 24. На концах скобы 34 на оси 37, ориентированной параллельно оси 35 скобы, смонтированы прижимные диски 36, расположенные параллельно один другому и на расстоянии, достаточном для прохода иглы 18. Между дисками 36 в месте прохождения иглы 18 располагается закрепленная на скобе 34 деталь 33 в форме полусферы с отверстием для прохода иглы 18 (фиг. 10). Как и в предыдущем варианте, в этой полусфере остается капля сшивающей массы после выхода иглы из тканей, превращающаяся после отверждения в «шляпку» для увеличения герметичности шва.
Диски 36 после перемещения штока 24 рукояткой 28 в нижнее положение прижимают прошиваемые материалы 3 к валку 8 нижней части транспортера и обеспечивают передвижение сшиваемых материалов синхронно с движением полой иглы 18.
Предлагаемая швейная машина работает следующим образом.
Рукояткой 28 опускается верхняя часть транспортера, которая поджимает прошиваемые ткани 3 к нижней части транспортера - валку 8. После включения двигателя 4 вращение с его выходного вала 5 передается одновременно на дополнительный вал 6 и соответственно на маховик 21 кривошипно-шатунного механизма, а также на валок 8 нижней части транспортера. Кривошипно-шатунный механизм обеспечивает возвратно-поступательное перемещение полой иглы 18, прокалывающей сшиваемые материалы 3, находящиеся на площадке 2, при этом синхронно с перемещением иглы происходит перемещение сшиваемых материалов, обеспечиваемое вращением валка 8. Как уже было сказано выше, сшивающая масса вводится в образованное иглой 18 отверстие в сшиваемых материалах в момент выхода иглы 18 из проколотых материалов. Быстро отвердевая, эта масса герметично соединяет сшиваемые материалы, заполняя все пространство, оставляемое в тканях при выходе из них иглы 18, а также и поры, находящиеся в материалах вблизи места прокола. При создании наружных частей шва в виде «шляпок» или перемычек, соединяющих образовавшиеся в тканях застывшие нити, герметичность шва еще более возрастает. Машина приспособлена для прошивания материалов любой толщины и плотности и экономична, т.к. регулируя глубину прошивания, одновременно регулируется и расход сшивающей массы. Конструкция предлагаемой швейной машины проще конструкции широко известных традиционных швейных машин с иглой Зингера, а также проще и работа на этой машине, поскольку отпадает необходимость вставлять нить в ушко иглы, регулировать натяжение нити в зависимости от толщины сшиваемых материалов и т.п.