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Die
Erfindung betrifft eine endoskopische Nähmaschine, insbesondere eine
Nähmaschine
zur Herstellung von Nähten
innerhalb des Körpers
von Menschen oder Tieren.
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Für medizinische
Zwecke sind sogenannte chirurgische Nähmaschinen bekannt, wie sie
beispielsweise in der
US 2,580
964 oder der
US 4,841 888 gezeigt
sind und zur Herstellung von Einfaden-Kettenstich-Nähten der
Stichtype 101 (DIN 5300 Teil 1) dienen.
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Die
US 2,580 964 zeigt eine
solche Einfaden-Kettenstich-Nähmaschine
mit einem einem Pistolengriff ähnlichen
Gehäuse,
in dem ein eine Nadel tragender Schwinghebel und eine einen umlaufenden
Kettenstichgreifer tragende Welle aufgenommen sind. Sowohl der Schwinghebel
als auch die Welle werden über
entsprechende Getriebeanordnungen von einem externen Motor angetrieben.
Die Anordnung von Nadel und Greifer entspricht hierbei zwar ebenfalls
der Anordnung klassischer Nähmaschinen, jedoch
handelt es sich bei der in der US-PS gezeigten Nähmaschine, die keine Transporteinrichtung aufweist,
um eine höchst
einfache Nähmaschine klassischer
Bauart.
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Die
US 4,841 888 zeigt eine
als "endoskopische
Nähmaschine" bezeichnete Nähmaschine
mit einem rohrformigen Gehäuse,
an dessen in den Körper
einzuführendem
Ende die Stichbildewerkzeuge angeordnet sind, und dessen freies
anderes Ende die Bedienelemente trägt, die über innerhalb des rohrförmigen Gehäuses angeordnete Übertragungsmittel mit
den Stichbildewerkzeugen verbunden sind.
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Da
mit dieser Nähmaschine
nur ein Einfaden-Kettenstich der Stichtype 101 (DIN 5300 Teil 1) erzeugt
werden soll, sind auch bei dieser Maschine die Stichbildewerkzeuge
und auch deren Bewegungen relativ einfach und werden von einer im
rohrförmigen
Gehäuse
längsverschiebbar
angeord neten, einen Faden führenden
Nadel und einem mit dieser zusammenwirkenden Greifer gebildet.
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Der
Greifer ist dabei von einem im wesentlichen V-förmig gestalteten Hebel gebildet,
der am Ende des einen Schenkels als Greiferspitze ausgebildet ist.
Das Ende des anderen Schenkels ist an einem elastischen Ansatz des
Gehäuses
schwenkbar gelagert, der gleichzeitig als Auflagefläche für die Greiferspitze
dient. Sobald die Nadel während
ihrer durch ein drahtförmig
ausgebildetes Betätigungselement
eingeleitete Schlingenhubbewegung ausgeführt hat, wird der Greifer durch
ein an der Spitze des "V" angreifendes, ebenfalls
drahtförmig
ausgebildetes zweites Betätigungselement
in die gebildete Fadenschleife geschwenkt. Am Ende dieser Schwenkbewegung
liegt die Greiferspitze auf dem Ansatz auf, sodaß die vom Greifer erfaßte Fadenschlinge
bis zum nächsten
Einstich der Nadel durch den Greifer gehalten wird und die Nadel
in das von der Fadenschlinge gebildete Fadendreieck zum Abstich derselben
einstechen kann.
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Da
sowohl zur Erzeugung der Längsbewegungen
der Nadel, als auch zur Erzielung der Schwenkbewegungen des Greifers
jeweils ein drahtförmig
ausgebildetes Betätigungselement
völlig
ausreichend ist, ist auch hier der konstruktive Aufwand hierfür relativ
gering.
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Nachteilig
ist auch hier, daß hierdurch
nur ein einfacher Kettenstich der Stichtype 101 gebildet wird und
hierdurch nur eine einfache Geradnaht hergestellt werden kann, die
insbesondere im medizinischen Bereich gegenüber einer sogenannten Überdeck-
oder Überwendlichnaht
nachteilig ist.
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Die
DE 43 10 555 C1 offenbart
eine für
chirurgische Zwecke geeignete Nähmaschine
mit einer oszillierend angetriebenen Bogennadel und einem damit
zur Stichbildung zusammenwirkenden, gabelförmig ausgebildeten Schwinggreifer.
Hiermit sollen Geweberänder
miteinander verbunden werden, die im Bereich der Stichbildestelle
zur Bildung einer einfädigen Überwendlingnaht
hochgestellt sind und während
der eigentlichen Stichbildung zwischen den beiden geschlossenen
Schenkeln einer pinzettenartigen Klemme gehalten werden. Bei ausgestochener Nadel
sind die Schenkel der Klemme gespreizt, sodaß die an den hochgestellten
Geweberändern
angreifenden und um im wesentlichen um vertikale Achsen umlaufenden Vorschubräder die
zu verbindenden Teile um jeweils eine Stichlänge weiter schieben können. Dabei
sind die Antriebsmittel für
die Nadel, den Greifer, die Klemme und für die Vorschubräder in einem
Gehäuse
aufgenommen, so daß die
dargestellte chirurgische Nähmschine
hinsichtlich ihres konstruktiven Aufbaues einer üblichen handgeführten Nähmaschine
entspricht. Hinsichtlich des Platzbedarfes einer solchen Konstruktion
wirkt sich nachteilig aus, daß der
mit der Nadel zusammenwirkende gabelförmig ausgebildete Schwinggreifer
eine Schwingbewegung um die Greiferstange ausführt, und mit dieser zusätzlich in
deren Längsrichtung
bewegt wird.
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Schließlich zeigt
die
US 4 123 892 einen
dem konstruktiven Aufbau der Nähmaschine
nach der
DE 43 10 555
C1 ähnlichen
konstruktiven Aufbau, wobei insoweit ein Unterschied besteht, als
die zu verbindenden Teile aufeinander liegen und im Stichbildebereich
durch um im wesentlichen horizontal angeordnete Achsen umlaufende
Vorschubräder
gegen eine Auflagefläche
gedrückt
werden, die im unmittelbaren Bereich der ebenfalls bogenförmigen Nadel
Ausnehmungen zu deren Durchtritt aufweisen. Auch hier wirkt die
Nadel mit einem eine Dreh- und eine Längsbewegung ausführenden
Greifer zur Herstellung einer einfädigen Überwendlichnaht zusammen. Damit entspricht
auch diese Nähmaschine
den bekannten handgeführten
Nähmaschinen
klassischer Bauart.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine für den Einsatz
als endoskopische Nähmaschine
geeignete Nähmaschine
zu schaffen, die es ermöglicht,
eine Überdecknaht
unter Verwendung einer dem Stichtyp 501 entsprechenden Stichart
zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch eine Nähmaschine
gelöst,
die ein Gehäuse
aufweist, bestehend aus einem Gehäuseoberteil zur Aufnahme von
Antrieben für
die Stichbildewerkzeuge, einem sich an dieses anschließenden Gehäuseschaft
zur Aufnahme von Mitteln zur Übertragung
der von den Antrieben erzeugten Bewegungen auf die Stichbildewerkzeuge die
mindestens eine fadenführende
Nadel und einen mit dieser zusammenwirkenden Greifer aufweisen, der
nach dem Erfassen der durch die Nadel gebildeten Fadenschlinge entlang
einer mehrdimensionalen Bewegungsbahn von seiner unterhalb des Nähgutes gelegenen,
die Fadenschlinge erfassenden Position in eine oberhalb des Nähgutes gelegene
Position bewegbar ist, in der das von der auf die Nähgutoberseite
geführten
Fadenschlinge gebildete Fadendreieck die Projektion der Nadelbahn
umschließt,
wobei die Bewegungsbahn des Greifers aus einer unterhalb des Nähgutes erfolgenden
ersten Schwingbewegung, einer sich hieran anschließenden Hubbewegung
und einer zweiten Schwingbewegung zusammengesetzt ist und die zum
Erfassen der Fadenschlinge dienende erste Schwingbewegung des Greifers
um eine Achse erfolgt, deren Abstand zur Nadel größer ist,
als der Abstand der Nadel zur Achse, um die die zur Positionierung
der Fadenschlinge auf dem Nähgut
dienende zweite Schwingbewegung erfolgt.
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Da
der Greifer bei der erfindungsgemäßen Lösung sowohl die von der Nadel
gebildete Fadenschlinge aufnimmt, als auch diese von der unterhalb
des Nähgutes
gelegenen Erfassungsposition zunächst
in eine seitlich des Nähgutes
gelegene Zwischenlage und von dort in eine oberhalb der Ebene des
Nähgutes
gelegene Position bringt, um sie dann zum Abstechen durch die Nadel
in einer Lage zu positionieren, in welcher die Bewegungsbahn der
Nadel durch das von der Fadenschlinge gebildete Fadendreieck verläuft, kann
an Stelle des bei Überwendlich-Nähmaschinen üblichen
Zwei-Greifer-Systems ein
einziger Greifer verwendet werden, sodaß nicht nur der zweite Greifer,
sondern auch die entsprechenden Antriebsmittel für diesen entfallen, wobei sich
durch die mehrdimensionale Bewegungsbahn des Greifers zusätzlich der
Raumbedarf für
den Antrieb des Greifers erheblich reduziert und der Greifer von
nur einem einzigen Antriebsmittel, nämlich von der einzigen Greiferwelle
angetrieben werden kann.
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Um
die diese Doppelfunktion des Greifers zu realisieren, ist es erforderlich,
daß der
seitliche Abstand der die Fadenschlinge erfassenden Hauptklinge
zur Nadel während
des Erfassens der Fadenschlinge wesentlich geringer ist, als deren
seitlicher Abstand zur Nadel während
des Positionierens der erfaßten
Fadenschlinge oberhalb des Nähgutes zum
Einstich der Nadel in das von der Fadenschlinge gebildete Fadendreieck.
Dies bedeutet, daß – in Blickrichtung
vom Rand des Nähgutes
auf die Nadel – die
Hauptklinge des Greifers sich um einen bestimmten Betrag hinter
der Bewegungsbahn der Nadel befinden muß, da Gewähr für einen Einstich der Nadel
in das Fadendreieck nur dann gegeben ist, wenn sich die Nadel auf
einer Bahn bewegt, die einen bestimmten Abstand zur kurzen Seite
des von der Fadenschlinge gebildeten Dreiecks hat.
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Die
unterschiedliche Position der Hauptklinge in ihrer jeweiligen Endstellung
wird gemäß dem letzten
Teilmerkmal der erfindungdgemäßen Lehre dann
erreicht, wenn die zum Erfassen der Fadenschlinge dienende erste
Schwingbewegung des Greifers um eine Achse erfolgt, deren Abstand
zur Nadel größer ist,
als der Abstand der Nadel zu der Achse, um die die zur Positionierung
der Fadenschlinge auf dem Nähgut
dienende zweite Schwingbewegung erfolgt.
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Eine
besonders raumsparende Anordnung ergibt sich dann, wenn die den
Greifer tragende Greiferwelle im Gehäuse längsverschiebbar und drehbar angeordnet
ist und ihr ein Schwingantrieb und ein Hubantrieb zugeordnet ist,
deren Antriebsmittel (Kurvenscheiben) auf ein und derselben Welle
angeordnet sind, die parallel zur Greiferwelle gerichtet ist.
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Dabei
ist es vorteilhaft wenn einerseits das Abtriebsteil (Träger 44)
des Hubantriebes in axialer Richtung mit der Greiferwelle starr
verbunden ist und diese im Abtriebsteil (Träger 44) frei drehbar
ist und andererseits das Abtriebsteil (Buchse 59) des Schwingantriebes
(60) mit der Greiferwelle (39) drehfest verbunden
ist und diese in axialer Richtung im Abtriebsteil (Buchse 59)
längsverschieblich
ist.
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Die
vorerwähnte
unterschiedliche Position der Hauptklinge in ihrer jeweiligen Endstellung
läßt sich
in konsruktiv einfacher und raumsparender Weise dann realisieren,
wenn die Greiferwelle von einem Oberteil und einem Unterteil gebildet
ist und beide mittels eines Gelenkstückes derart miteinander verbunden
sind, daß das
Unterteil in horizontaler Richtung relativ zum Oberteil bewegbar
ist.
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Die
zum Erfassen der Fadenschlinge erforderliche Schwenkbewegung kann
dann bei in der einen Richtung ausgeschwenktem Unterteil der Greiferwelle
erfolgen, während
die zur Positionierung der Fadenschlinge oberhalb des Nähgutes erforderliche Schwenkbewegung
bei in der anderen Richtung ausgeschwenktem Unterteil der Greiferwelle
erfolgen kann, d.h wenn sich das Unterteil der Greiferwelle in horizontaler,
parallel zum Rand des Nähgutes
verlaufender Richtung um einen bestimmten Betrag zur Nadel hin bewegt
hat.
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Zur
Erzielung der für
die unterschiedlichen Auslenkungen des Unterteils der Greiferwelle
erforderlichen Relativbewegung zwischen dem Oberteil und dem Unterteil
ist es zweckmäßig einen
Horizontalantrieb vorzusehen, der eine von einer Kurvenscheibe abgeleitete
Hubbewegung einer Schubstange bewirkt, die über eine Antriebsverbindung
als Horizontalbewegung auf das Unterteil übertragbar ist.
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Eine
insgesamt raumsparende Anordnung wird dann erzielt, wenn die Kurvenscheibe
für den Horizontalantrieb
auf einer Welle angeordnet ist, die zu der die Kurvenscheiben von
Schwing- und Hubantrieb aufnehmenden Welle parallel gerichtet ist,
und oberhalb der Kurvenscheiben für den Schwing- und Hubantrieb
eine weitere Kurvenscheibe angeordnet ist, die zum Antrieb eines
Fadenlenkers dient.
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Eine
besonders raumsparende Anordnung ergibt sich dann die Kurvenscheibe
für den
Lenkertrieb eine Stange betätigt,
die innerhalb der Schubstange längsverschieblich
angeordnet ist, wobei deren aus der Schubstange hervorstehendes
Ende dem Fadenlenker über
eine Antriebsverbindung eine aus einer vertikalen und einer horizontalen
Bewegungskomponente gebildete Bewegung erteilt. Durch die koaxiale
Anordnung der Schubstange für
den Horizontalantrieb für
das Unterteil der Greiferwelle und der Stange für den Antrieb des Fadenlenkers
ergibt sich ein besonders kleiner Querschnitt für den Gehäuseschaft.
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Um
während
der oberhalb des Nähgutes
erfolgenden Schwenkbewegung der Hauptklinge des Greifers von ihrer
die Fadenschlinge haltenden Position in die für die Ausführung ihrer Senkbewegung erforderliche
Stellung eine Kollision zwischen der Hauptklinge und der Fadenschlinge
zu vermeiden, weist der Fadenlenker eine im wesentlichen V-förmige, schräg nach aufwärts gerichtete
Aufnahmenut für den
oberen Schenkel der Fadenschlinge auf, deren Schräglage zum
leichten Erfassen des Schenkels der Fadenschlinge zum Zeitpunkt
der Aufnahme des Schenkels der Fadenschlinge im wesentlichen parallel
zu dieser verläuft.
Durch die dabei dem Fadenlenker gleichzeitig erteilbare horizontale
Bewegungskomponente wird die Fadenschlinge zusätzlich aus der Bewegungsbahn
der Hauptklinge gebracht.
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Zur
Sicherung der von der Hauptklinge des Greifers erfaßten Fadenschlinge
während
deren Schwenkbewegung weist der Greifer eine Gegenklinge auf, deren
Spitze zur Spitze der Hauptklinge im wesentlichen entgegengesetzt
gerichtet ist.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen und
der nachfolgenden Beschreibung einer in der beigefügten Zeichnung
dargestellten bevorzugten Ausführungsform der
Erfindung.
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Es
zeigt:
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1:
eine schematische Gesamtansicht einer endoskopischen Nähma schine;
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1a:
eine vergrößerte Darstellung
einer Einzelheit "A" der 1;
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2:
eine schaubildliche Darstellung des Griffteils und des Mittelteils
des Gehäuses,
teilweise geschnitten;
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3:
eine schaubildliche Darstellung des Hub- und Schwingantriebes sowie
einen Teil des Horizontalantiebes für die Greiferwelle;
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4:
eine Darstellung des Gehäuseschaft 3 mit
entferntem Schutzrohr;
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5:
eine vergrößerte Darstellung
des unteren Bereiches des Gehäuseschaftes;
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5a:
eine vergrößerte Darstellung
einer Einzelheit des Horizontalantriebes 80 für den Greifer 12;
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5b:
eine vergrößerte Darstellung
einer Einzelheit des Lenkertriebes für den Fadenlenker 13;
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6a:
eine Draufsicht des Greifers 12;
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6b:
eine Seitenansicht des Greife 12;
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6c:
eine vergrößerte perspektivische Darstellung
des Greifers 12;
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7:
eine Darstellung der Hebe- und Senkeinrichtung für den Niederhalter 14;
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7a:
eine vergrößerte Darstellung
einer Einzelheit "B" der 7;
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7b:
eine vergrößerte Darstellung
einer Einzelheit "C" der 7;
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8:
eine schaubildliche Darstellung von Nadel, Greifer, Niederhalter
und Fadenlenker mit dem Fadenverlauf mit sich im Bereich ihrer unteren Totpunktlage
befindlicher Nadel vor dem Schlingenhub;
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9:
eine der 8 entsprechende Darstellung
mit sich seitlich des Nähgutes
befindlichem Greifer vor seiner Aufwärtsbewegung;
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10:
eine der 8 entsprechende Darstellung
mit sich im Bereich ihrer oberen Totpunktlage befindlicher Nadel;
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11:
eine der 8 entsprechende Darstellung
mit sich ca 20 bis 40° nach
ihrer oberen Totpunktlage befindlicher Nadel;
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12:
eine der 8 entsprechende Darstellung
mit sich ca 120° nach
ihrer oberen Totpunktlage befindlicher Nadel;
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Die
in 1 schematisch dargestellte endoskopische Nähmaschine 1 weist
ein im wesentlichen L-förmiges
Gehäuse
auf, das von einem als Hohlkörper
ausgebildeten Griffteil 2, einem zu diesem im wesentlichen
senkrecht gerichteten Gehäuseschaft 3 und
einem diesen mit dem Griffteil 2 verbindenden Gehäusemittelteil 4 gebildet
ist.
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Innerhalb
des Griffteiles 2 ist (2 und 3)
ein Elektromotor angeordnet, der vorzugsweise als Gleichstrommotor 5 ausgebildet
ist. Die nicht dargestellte Abtriebswelle des Gleichstrommotors 5 ist
mit einer ebenfalls nicht dargestellten Eingangswelle eines vorzugsweise
als Planetengetriebe ausgebildeten und innerhalb des Griffteils 2 angeordneten
Untersetzungsgetriebes 6 starr verbunden, dessen Abtriebswelle 7 mittels
einer in an sich bekannter Weise ausgebildeten lösbaren Kupplung 8 mit
einer Hauptwelle 9 verbunden ist. Die Hauptwelle 9,
von der die Bewegungen für
eine Nadel 11 und einen Greifer 12, sowie für einen
mit diesem zusammenwirkenden Fadenlenker 13 und einen Niederhalter 14 abgeleitet
sind, ist im Gehäusemittelteil 4 fliegend
gelagert und trägt
an ihrem freien Ende eine Kurbelscheibe 15, an deren Zapfen 16 ein
Lenker 17 angreift, der seinerseits an eine die Nadel 11 tragende Nadelstange 18 angelenkt
ist. Die vorbeschriebenen Teile bilden einen Nadelantrieb 20.
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Zur
optischen Erfassung der Drehzahl und/oder des Drehwinkels der Hauptwelle 9 können an
der Kurbelscheibe 15 parallel zu ihrer Längsachse gerichtete
Bohrungen oder sonstige Markierungen vorgesehen sein. Die Verbindung
zwischen dem Lenker 17 und der Nadelstange 18 kann
in an sich bekannter Weise lösbar
ausgebildet sein, um hierdurch die Lage des unteren oder oberen
Umkehrpunktes der Bewegung der Nadel 11 einstellen zu können.
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Die
Nadelstange 18 ist in am Gehäuseschaft 3 vorgesehenen
Führungen
in Richtung ihrer Längsachse
geführt
und führt
vertikal gerichtete Hubbewegungen aus, wobei die Spitze der fadenführenden Nadel 11 durch
ein an einer Stichplatte 21 vorgesehenes schlitzförmig ausgebildetes
Stichloch 22 hindurchtritt. Die Stichplatte 21 ist
im Bereich des unteren Endes des Gehäuseschaftes 3 an diesem
ausgebildet, wobei ihr seitlicher Rand 23 in bestimmtem seitlichem
Abstand zum Stichloch 22 verläuft.
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Beim
gezeigten Ausführungsbeispiel
ist die Nadelstange 18 aus baulichen Gründen etwas seitlich zur Hauptwelle 9 versetzt
angeordnet.
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Da
mit der erfindungsgemäßen Nähmaschine
eine Kettenstichnaht des Stichtypes 501 oder eines ähnlichen
Stichtypes hergestellt werden soll, und hierzu aus raumsparenden
Gründen
an Stelle des allgemein üblichen
Zwei-Greifersystems
ein Ein-Greifersystem zur Anwendung kommt, muß dessen Greifer 12 – wie noch
später
erläutert
werden wird – eine dreidimensionale
Bewegung ausführen,
die sich aus einer vertikalen Bewegung, einer Schwingbewegung und
einer im wesentlichen horizontal gerichteten oszillierenden Bewegung
zusammensetzt.
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Zum
Antrieb des Greifers 12 ist ein auf der Hauptwelle 9 angeordnetes
Kegelrad 26 vorgesehen, das mit einem Gegenrad 27 in
Eingriff steht, das von einer im Gehäusemittelteil 4 gelagerten
Zwischenwelle 28 aufgenommen ist. Diese trägt an ihrem
unteren Ende ein Stirnrad 29, das mit einem Gegenrad 31 kämmt. Letzteres
ist auf einer ebenfalls im Gehäusemittelteil 4 gelagerten
Welle 32 angeordnet, deren unteres Ende ein Zahnriemenrad 33 trägt, das über einen
Zahnriemen 34 mit einem Gegenrad 35 in Eingriff
steht. Dieses ist auf einer zur Welle 32 parallel gerichteten
und ebenfalls im Gehäusemittelteil 4 gelagerten
Welle 36 angeordnet. Die beiden Wellen 32 und 36 laufen
somit gleichsinnig um.
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Auf
der Welle 32 ist oberhalb des Zahnriemenrades 33 eine
Zylinderkurve 37 und auf der Welle 36 eine Zylinderkurve 38 angeordnet.
Während
die Zylinderkurve 37 in noch später zu beschreibender Weise
zur Erzielung einer oszillierenden Bewegung des Greifers 12 dient,
dient die Zylinderkurve 38 zur Erzielung der Hubbewegung
des Greifers 12 und damit zu einer Hubbewegung einer diesen
tragenden und im wesentlichen parallel zu den Wellen 32, 36 angeordneten
Greiferwelle 39. Diese ist zweiteilig ausgebildet und besteht
aus einem Oberteil 41 und einem den Greifer 12 tragenden
Unterteil 42. Zur Verbindung des im Gehäusemittelteil 4 dreh- und längsverschiebbar
aufgenommenen Oberteils 41 mit dem Unterteil 42 dient
ein Gelenkstück 43,
das zwar innerhalb einer vertikalen Ebene eine Relativbewegung zwischen
dem Oberteil 41 und dem Unterteil 42 zuläßt, dabei
aber das Oberteil 41 drehfest mit dem Unterteil 42 verbindet.
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Auf
dem Oberteil 41 der Greiferwelle 39 ist ein Träger 44 für eine in
eine Kurvennut 45 der Zylinderkurve 38 ragende
Abtastrolle 46 angeordnet, deren Vertikalbewegungen über den
Träger 44 auf
das Oberteil 41 übertragen
werden. Zur Übertragung
der axialen Bewegung des Trägers 44 auf
die Greiferwelle 39 ist dieser zwischen einem auf das Oberteil 41 aufgeklemmten
Stellring 48 und einer im Abstand hierzu auf dem Oberteil 41 befestigten
Anlaufscheibe 49 angeordnet.
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Die
Greiferwelle 39 ist im Träger 44 frei drehbar.
Der Träger 44 weist
einen prismatischen Ansatz 47 auf, der in einer (nicht
näher dargestellten)
Nut des Gehäusemittelteils 4 gleitet
und den Träger 44 gegen
Verdrehen sichert.
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Die
Zylinderkurve 38 bildet zusammen mit den zwischen ihr und
dem Oberteil 41 der Greiferwelle 39 angeordneten
Teilen einen Hubantrieb 50 für diese.
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Zur
Erzielung einer Schwingbewegung des Greifers 12 ist auf
der Welle 36 oberhalb der Zylinderkurve 38 eine
weitere Kurvenscheibe 52 angeordnet, die an ihrer unteren
Stirnseite eine Nut 53 aufweist, in die eine Abtastrolle 54 eingreift.
Die Abtastrolle 54 ist zwischen den Enden eines Hebels 55 angeordnet, dessen
eines Ende um einen zur Welle 36 parallel gerichteten Zapfen 56 schwenkbar
ist, der seinerseits in einer Buchse 57 gelagert ist, die
im Gehäusemittelteil 4 befestigt
ist. An das noch freie andere Ende des Hebels 55 ist eine
Koppel 58 angelenkt, die mit einer Schwinge 59 gelenkig
verbunden ist. Die Schwinge 59 ist von einer am oberen
Ende des Oberteils 41 der Greiferwelle 39 angeordneten
Buchse 61 gebildet, die zum Angriff der Koppel 58 einen
hebelarmähnlichen
Ansatz 62 aufweist. Die Schwinge 59 ist mit dem
Oberteil 41 der Greiferwelle 39 drehfest verbunden,
die hierzu im Bereich ihres oberen Endes ein Keilwellenprofil 63 aufweist,
das in ein in der Buchse 61 vorgesehenes (nicht näher bezeichnetes) Gegenprofil
eingreift. Durch das mit dem Gegenprofil zusammenwirkende Keilwellenprofil 63 wird
einerseits die drehfeste Verbindung zwischen der Schwinge 59 und
dem Oberteil 41 der Greiferwelle 39 gewährleistet,
andererseits gleitet das Keilwellenprofil 63 während den
vom Hubantrieb 50 eingeleiteten Hubbewegungen der Greiferwelle 39 in
der in axialer Richtung festgelegten Schwinge 59. Die über die
vorgenannte Getriebeanordnung von der Kurvenscheibe 52 abgeleiteten
Bewegungen des Hebels 55 bewirken somit eine Schwingbewegung
der Greiferwelle 39 um ihre eigene Achse, ohne hierbei
ihre axiale Bewegbarkeit zu beeinträchtigen. Die Getriebeverbindung
von der Kurvebscheibe 52 bis zur Greiferwelle 39 bzw
zum Greifer 12 bildet einen Schwingantrieb 60 für den Greifer 12 bzw
für die
Greiferwelle 39.
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Zur
Erzielung der oszillierenden Bewegung des Unterteils 42 der
Greifer welle 39 weist die vorerwähnte Zylinderkurve 37 eine
Kurvennut 64 für
eine Abtastrolle 65 auf, deren vertikale Bewegungen über einen
die Abtastrolle 65 aufnehmenden Träger 66 auf eine – zu noch
später
zu erläuterndem
Zweck als Rohr ausgebildete – Schubstange 67 übertragen werden.
Der Träger 66 weist
einen prismatischen Ansatz 68 auf, der in einer (nicht
näher dargestellten) Nut
des Gehäusemittelteils 4 gleitet
und den Träger 66 gegen
Verdrehen sichert.
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Die
Schubstange 67 ist im Gehäuseschaft 3 geführt und
weist im Bereich ihres unteren Endes (5) einen
von einem Klemmstück 69 getragenen und
quer zur Schubstange 67 gerichteten Zapfen 71 auf,
der einen Gleitstein 79 trägt. Dieser gleitet innerhalb
einer Führungsnut 72,
die an einem Arm 73 eines im Gehäuseschaft 3 gelagerten
Winkelhebels 74 ausgebildet ist. Der andere Arm 75 des
Winkelhebels 74 trägt
ein Gelenkstück 76,
das mit einer auf dem Unterteil 42 der Greiferwelle 39 längsverschiebbar angeordneten
Hülse 77 verbunden
ist.
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Hierdurch
wird von der Hubbewegung der Schubstange 67 eine oszillierende
Bewegung des Unterteils 42 der Greiferwelle 39 um
das zwischen diesem und dem Oberteil 41 der Greiferwelle 39 angeordnete
Gelenkstück 43 abgeleitet.
Aufgrund des relativ großen
Schwenkradius für
das Unterteil 42 ist der Hubanteil dieser oszillierenden
Bewegung funktionell vernachlässigbar,
sodaß die
von der Schubstange 67 abgeleitete oszillierende Bewegung
des Unterteils 42 als Horizontalbewegung angesehen werden
kann. Zur sicheren Führung
des Unterteils 42 der Greiferwelle 39 kann der
Arm 75 des Winkelhebels 74 über das Gelenkstück 76 hinaus
verlängert sein,
und innerhalb einer im Gehäuseschaft 3 vorgesehene
Führungsnut 78 gleiten.
Hierdurch wird das Unterteil 42 der Greiferwelle 39 gegen
quer zu ihrer Horizontalbewegung gerichtete Kräfte gesichert.
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Die
Getriebeverbindung von der Zylinderkurve 37 zum Unterteil 42 der
Greiferwelle 39 wird als Horizontalantrieb 80 der
Greiferwelle 39 bzw des Greifers 12 bezeichnet.
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Oberhalb
der Zylinderkurve 38 (2) ist auf der
diese aufnehmenden Welle 36 eine weitere Kurvenscheibe 81 angeordnet,
die eine Kurvennut 82 für eine
von einem Träger 83 aufgenommene
Abtastrolle 84 aufweist. Der Träger 83 ist auf einem
im Gehäusemittelteil 4 befestigten,
im wesentlichen vertikal gerichteten Führungszapfen 85 längsverschiebbar
gelagert und weist einen prismatischen Ansatz 86 auf, der
in eine im Gehäusemittelteil 4 vorgesehene
(nicht näher
dargestellte) Führungsnut
ragt und den Träger 83 gegen
Verdrehen sichert.
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Am
Träger 83 ist
eine Stange 87 befestigt, die durch die rohrförmig ausgebildete
Schubstange 67 hindurch bis zu deren unterem Ende geführt ist.
Im Bereich ihres unteren Endes ist die Stange 87 mit einem
Zapfen 88 verbunden (5), der
in einem im Gehäuseschaft 3 vorgesehenen
(nicht dargestellten) Lager axial geführt ist. Im Zapfen 88 ist
ein im wesentlichen rechteckförmiger
Durchbruch 89 vorgesehen, in den das freie Ende eines scheibenförmig ausgebildeten
Hebels 91 ragt, der auf einer im Gehäuseschaft 3 gelagerten
und im wesentlichen horizontal gerichteten Welle 92 angeordnet
ist. Hierdurch wird die von der Kurvenscheibe 81 eingeleitete
Hubbewegung des Stiftes 87 in eine Schwenkbewegung des Hebels 91 und
somit der Welle 92 gewandelt.
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Auf
der Welle 92 (5b) ist eine Kurbel 93 angeordnet,
an die ein Ende einer Gleitstange 94 angelenkt ist, die
in einem im Gehäuseschaft 3 gelagerten
Dreh-Schiebe-Gelenk 95 verschieblich angeordnet ist. Am
noch freien Ende der Gleitstange 94 ist ein Schaft 96 des
eigentlichen Fadenlenkers 13 für den oberen Schenkel der Fadenschlinge
ausgebildet, der mit einer Aufnahmenut 97 versehen ist,
die im wesentlichen V-förmig
ausgebildet ist und eine schräg gerichtete
Auflagefläche 98 für die Fadenschlinge aufweist.
Der Schaft 96 ist im wesentlichen parallel zur Greiferwelle 39 gerichtet,
wobei die Schräglage seiner
Aufnahmenut 97 so gewählt
ist, daß sie
zum Zeitpunkt der Aufnahme der Fadenschlinge im wesentlichen parallel
zu dieser verläuft.
Aufgrund der vorbeschriebenen getriebemäßigen Anordnung führt der
Fadenlenker 13 eine aus einer vertikalen und einer horizontalen
Komponente zusammengesetzte Bewegung aus, wobei die horizontale
Komponente im wesentlichen parallel zur Richtung der zu bildenden
Naht erfolgt.
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Die
Kurvenscheibe 81 bildet zusammen mit den zwischen ihr und
dem Schaft 96 angeordneten Teilen einen Lenkertrieb 100 für den Fadenlenker 13.
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Der
am unteren Ende der Greiferwelle 39 angeordnete Greifer 12 (6a, 6b und 6c) ist
mit dieser fest verbunden und nimmt somit an allen Bewe gungskomponenten
(vertikale Bewegung, Schwingbewegung und horizontal gerichtete oszillierende
Bewegung) der Greiferwelle 39 teil.
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Der
Greifer 12 weist einen zur Achse seiner Aufnahmebohrung
im wesentlichen parallel gerichteten Bereich 101 auf, an
den sich ein Schaft 102 anschließt. Der Schaft 102 geht
in einen Steg 103 über, an
dessen freiem Ende eine in üblicher
Weise die unterhalb des Nähgutes
gebildete Fadenschlinge aufnehmende Hauptklinge 104 mit
einer Spitze 105 ausgebildet ist. Der Hauptklinge 104 gegenüberliegend ist
am Schaft 102 eine Gegenklinge 106 ausgebildet, deren
Spitze 107 zur Spitze 105 der Hauptklinge 104 im
wesentlichen entgegengesetzt gerichtet ist. Die Gegenklinge 106 dient
in noch zu beschreibender Weise, zum Verhindern eines Abgleitens
der von der Hauptklinge 104 erfaßten Fadenschlinge und weist im
Bereich Ihres Überganges
zum Schaft 102 eine sich über ihre gesamte Breite erstreckende
Aufnahmenut 108 für
den unteren Schenkel der Fadenschlinge auf.
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Der
zum Festhalten des Nähgutes
auf der Stichplatte 21 dienende Niederhalter 14 (7, 7a und 7b)
ist am unteren Ende einer im Gehäuseschaft 3 verschieblich
angeordneten Druckstange 111 angeordnet, die im wesentlichen
parallel zur Nadelstange 18 gerichtet ist. Um zumindest
während
eines Teils der ausgestochenen Phase der Nadel 11 den Niederhalter 14 zur
Erleichterung der Vorschubbewegug des Nähgutes um einen bestimmten Betrag
periodisch anheben zu können,
ist auf der Nadelstange 18 ein Mitnehmer 112 angeordnet,
der einen im oberen Bereich der Druckstange 111 befestigten
Anschlag 113 untergreift und diesen zumindest während eines
Teils der Hubbewegung der Nadelstange 18 mitnimmt. Die
Position des Mitnehmers 112 auf der Nadelstange 18 kann
dabei so gewählt werden,
daß der
Niederhalter 14 symmetrisch zum oberen Umkehrpunkt der
Nadel angehoben und abgesenkt wird.
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Der
Anschlag 113 ist im Bereich seines von der Druckstange 111 abgekehrten
Endes gabelförmig
ausgebildet und umgreift mit diesem die Nadelstange 18,
wodurch die Druckstange 111 gleichzeitig auch gegen Drehbewegungen
gesichert ist. Der die Druckstange 111 umgebende Bereich
des Anschlages 113 dient gleichzeitig zur Abstützung des
unteren Endes einer Druckfeder 114, deren oberes Ende sich gegen
eine Buchse 115 abstützt, die
ihrerseits an der Unterseite einer Gewindebuchse 116 anliegt.
Diese arbeitet mit einem im Gehäuseschaft 3 vorgesehenen
Innengewinde zusammen. Zur axialen Verschiebung der Gewindebuchse 116 und
somit zur Veränderung
der Kraft der Druckfeder 114 ist die Gewindebuchse 116 mit
einem nicht näher
dargestellten Innensechskant versehen und von einer Stange 117 durchdrungen,
die einen dem Innensechskant entsprechenden Querschnitt aufweist.
Die Stange 117 ist innerhalb der Gewindebuchse 116 zwar
längsverschieblich
angeordnet, mit dieser aber drehfest verbunden. Oberhalb der Gewindebuchse 116 ist
im Gehäuseschaft 3 ein
in einer im wesentlichen horizontalen Ebene umlaufendes Stirnrad 118 vorgesehen, das
mit einem Gegenrad 119 kämmt. Das Stirnrad 118 ist
ebenfalls von der Stange 117 durchdrungen, jedoch kann
deren Querschnitt, da die Stange 117 nur durch das Stirnrad 118 frei
hindurchgeführt
ist, kleiner sein als die hierfür
im Stirnrad 118 vorgesehene axiale Bohrung 121.
Das Gegenrad 119 ist mit einer Achse 122 verbunden,
die im Gehäusemittelteil 4 gelagert
und im wesentlichen parallel zur Druckstange 111 gerichtet
ist. Die im Gehäusemittelteil 4 axial festgelegte
Achse 122 trägt
an ihrem oberen Ende ein Einstellhandhabe 123, die außerhalb
des Gehäusemittelteils 4 angeordnet
ist. Durch Drehen der Einstellhandhabe 123 wird die Gewindebuchse 116 und damit
die Buchse 115 innerhalb des Gehäuseschaftes 3 axial
verschoben und durch die damit verbundene Veränderung der Federlänge die
Kraft der Druckfeder 114 verändert.
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Zum
manuellen Heben und Absenken des Niederhalters 14 ist im
Gehäusemittelteil 4 eine
im wesentlichen horizontal gerichtete Achse 124 gelagert,
mit der sowohl eine aus dem Gehäusemittelteil 4 herausragende
weitere Handhabe 125, als auch ein Schwenkhebel 126 fest
verbunden sind. Der an seinem freien Ende abgekröpfte und gabelförmig ausgebildete
Schwenkhebel 126 untergreift einen Bund 127 einer
die Achse 122 umgebenden, mit dieser aber nicht verbundenen
Büchse 128,
die an ihrem unteren Ende einen mit ihr fest verbundenen Bügel 129 trägt. Die
Achse 122 ist zwar durch den Bügel 129 hindurchgeführt, jedoch
ist diese unabhängig vom
Bügel 129 frei
drehbar. Der Bügel 129 ist
an seinem noch freien Ende mit dem Ende der aus dem Stirnrad 118 herausragenden
Stange 117 verbunden. Diese Verbindung ist dergestalt,
daß die
Stange 117 gegenüber
dem Bügel 129 frei
drehbar ist, beide in axialer Richtung aber fest miteinander verbunden sind.
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Das
aus der Buchse 115 herausragende Ende der Stange 117 ist
durch die Druckfeder 114 hindurch bis zum Anschlag 113 geführt und
bewirkt eine Zentrierung derselben. In das obere Ende der Druckstange 111 ist
ein mit einem Bund 131 versehener Gewindezapfen 132 eingeschraubt,
dessen oberes Ende seinerseits in eine Gewindehülse 133 einschraubbar
ist. Die Gewindehülse 133 ist
mit einer axial gerichteten Bohrung 134 versehen, durch
die das untere Ende der Stange 117 hindurchgeführt und mittels
eines an der Stange 117 ausgebildeten Bundes 135 in
der Gewindehülse 133 axial
festgelegt ist.
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Da
das gabelförmig
ausgebildete Ende des Anschlages 113 den Bund 131 des
Gewindezapfens 132 untergreift, kann der Niederhalter 14 durch
Verschwenken der Handhabe 125 manuell angehoben und abgesenkt
werden.
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Zur
Zuführung
eines Fadens von einer außerhalb
des Gehäuses
gelegenen Fadenvorratsstelle zur Nadel 11 ist am Gehäuseschaft 3 eine
Bohrung 141 (2) vorgesehen, die in ein innerhalb
des Gehäuseschaftes 3 angeordnetes
Fadenführungsrohr 142 mündet. Der
Faden tritt am unteren Ende dieses Fadenführungsrohres 142 aus
diesem aus und wird von da zur Nadel 11 geführt.
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Der
Gehäuseschaft 3 sowie
sämtliche
an und in diesem angeordnete Funktionsteile sind von einem auf den
Gehäuseschaft 3 aufschiebbaren Schutzrohr 143 umgeben,
das im oberen Bereich des Gehäuseschaftes 3 fixierbar
ist.
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Da
beim Einführen
des Gehäuseschaftes 3 in
den Körper
sowohl die Stichbildewerkzeuge 11, 12, als auch
die Stichplatte 21 und der Niederhalter 14, als
auch der Fadenlenker 13, nicht gegenüber dem Schutzrohr 143 vorstehen
sollen, vielmehr in dieses zurück
gezogen sein sollen, ist das Schutzrohr 143 am Gehäuseschaft 3 in
einer ersten Position arretierbar, in der dieses gegenüber den
vorerwähnten Funktionsteilen
vorsteht. Zur Bildung der Naht ist das Schutzrohr 143 in
einer zweiten Position arretierbar, in der die vorerwähnten Funktionsteile
ihrerseits gegenüber
dem Schutzrohr 143 vorstehen. Dabei können beide Arretierungen des
Schutzrohres 143 im oberen Bereich des Gehäuseschaftes 3 angeordnet sein
und in üblicher
Weise von federbelasteten Kugeln gebildet sein.
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Für die Erläuterung
der Stichbildung wird nachstehend von der unteren Totpunktlage der
Nadel 11 ausgegangen die in 8 dargestellt
ist.
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Die
vom Nadelantrieb 20 in bekannter Weise angetriebene Nadel 11 hat
dabei die vom Greifer 12 nach oben geführte Fadenschlinge durchstochen und
hält diese
oberhalb des Niederhalters 14. Die Greiferwelle 39 und
der damit verbundene Greifer 12 befinden sich dabei noch
auf ihrer nach abwärts
gerichteten Bewegung, wobei gleichzeitig die Hauptklinge 104 des
Greifers 12 und damit die Spitze 105 der Hauptklinge 104 – bezogen
auf 8 – durch den
Schwingantrieb 60 in Richtung des in 8 dargestellten
Pfeiles zur Nadel 11 hin geschwenkt wird. Diese Schwenkrichtung
wird nachfolgend als "im Uhrzeigersinn" gerichtete Schwenkbewegung
des Greifers 12 bzw der Greiferwelle bezeichnet. Dabei ist
das Gelenkstück 43 derart
ausgelenkt, daß sich das
Unterteil 42 der Greiferwelle 39 im Bereich des von
der Nadel 11 abgekehrten Endes seiner horizontal gerichteten
Auslenkbewegung befindet. Der Fadenlenker 13 befindet sich
dabei in seiner oberen Stellung, die seiner Ruhestellung entspricht.
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Während der
Ausführung
des Schlingenhubes der Nadel 11 wird die Spitze 105 der
Hauptklinge 104 in Fortsetzung ihrer im Uhrzeigersinn erfolgenden
Schwenkbewegung durch den Schwingantrieb 60 in die unterhalb
der Stichplatte 21 gebildete Fadenschlinge bewegt, sodaß diese
von der Hauptklinge 104 aufgenommen wird und auf dieser
hängt.
Der Fadenlenker 13 befindet sich weiterhin in seiner Ruhestellung.
Der Horizontalantrieb 80 hat das Unterteil 42 der
Greiferwelle 39 in Richtung zur Nadel 11 zu schieben
begonnen, wodurch die Fadenschlinge auf der Hauptklinge 104 in
Richtung zum Schaft 102 des Greifers 12 bewegt
wird.
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Im
weiteren Verlauf der Stichbildung wird der Greifer 12 mit
der von der Hauptklinge 104 aufgenommenen Fadenschlinge
durch den Schwingantrieb 60 entgegen dem Uhrzeigersinn
geschwenkt und gelangt in eine seitlich des Nähgutes gelegene Stellung (9).
Anschließend
bewegt der Hubantrieb 50 den Greifer 12 von seiner
höhenmäßig unterhalb
des Nähgutes
gelegenen Position in eine oberhalb des Nähgutes gelegene Ebene, in der
die Hauptklinge 104 sich höhenmäßig in einer Art Zwischenstellung
befindet.
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Von
hier aus wird die Hubbewegung des Greifers 12 unter gleichzeitigem Einsetzen
des Schwingantriebes 60 fortgesetzt, sodaß die Hauptklinge 104 noch
weiter angehoben und dabei gleichzeitig hinter die Achse der zwischenzeitlich
nach oben bewegten Nadel 11 geführt wird. Die Hauptklinge 104 kreuzt
dabei die Ebene der Bewegungsbahn der Nadel 11, die sich
im Bereich ihres oberen Totpunktes befindet (10).
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Während dieser
im Uhrzeigersinn erfolgenden Schwenkbewegung des Greifers 12 erfolgt
bei durch die Nadelstange 18 angehobenem Niederhalter 14 eine
manuelle Vorschubbewegung des Nähgutes.
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Die
noch immer von der Hauptklinge 104 getragene Fadenschlinge
liegt am Rand des Nähgutes an
und verläuft
von da zur Spitze 105 der Hauptklinge 104. Die
Fadenschlinge hat dabei den Trend, von der Hauptklinge 104 abzugleiten.
Dies wird durch die Gegenklinge 106 verhindert, wobei einer
der Schenkel der Fadenschlinge in die Aufnahmenut 108 der
Gegenklinge 106 gleitet und in dieser fixiert wird. Der Fadenlenker 13 ist
auch weiterhin noch in seiner Ruhestellung. Der Horizontalantrieb 80 lenkt
das Unterteil 42 der Greiferwelle 39 in Richtung
zur Nadel 11 hin aus, wobei die auf der Hauptklinge 104 hängende Fadenschlinge
zur Achse der Nadel 11 hin bewegt wird. Die sich auf ihrer
nach abwärts
gerichteten Bewegung befindliche Nadel 11 sticht in das
durch die Schräglage
der Aufnahmenut 108 des Greifers 12 gespreizte
Fadendreieck ein (11).
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Nach
erfolgtem Abstechen der Fadenschlinge durch die Nadel 11 bewegt
der Horizontalantrieb 80 das Unterteil 42 der
Greiferwelle 39 entgegen dessen vorheriger Bewegung von
der Nadel 11 in Richtung seines hinteren Umkehrpunktes
weg. Hierdurch wird die Bewegungsbahn für eine dem Uhrzeigersinn entgegengesetzte
Schwenkbewegung der Hauptklinge 104 zur Vermeidung einer
Kollision zwischen dieser und der Nadel 11 frei, sodaß die Hauptklinge 104 durch
den Schwingantrieb 60 von ihrer – bezogen auf den Rand des
Nähgutes – hinter
der Achse der Nadel 11 gelegenen Position in eine seitlich
des Randes des Nähgutes
gelegene Position bewegt werden kann.
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Vor
Beginn dieser Schwenkbewegung der Hauptklinge 104 setzt
die durch den Lenkertrieb 100 bewirkte, schräg nach abwärts gerichtete,
Bewegung des Fadenlenkers 13 ein, wodurch der obere Schenkel
der Fadenschlinge vom Fadenlenker 13 erfaßt und durch
dessen V-förmige
Aufnahmenut 97 fixiert wird. Der erfaßte Schenkel der Fadenschlinge
liegt dabei auf der Schrägfläche 98 des
Fadenlenkers 13 auf. Dieser führt anschließend seine
die Fadenschlinge aus dem Bereich der Hauptklinge 104 führende Arbeitsbewegung
aus und verlagert den oberen Schenkel der Fadenschlinge in Nährichtung.
Hierdurch kann die Hauptklinge 104 durch den Schwingantrieb 60 entgegen
dem Uhrzeigersinn geschwenkt werden, ohne hierbei mit der vom Fadenlenker 13 getragenen
Fadenschlinge zu kollidieren.
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Sobald
die Hauptklinge 104 sich über die noch vom Fadenlenker 13 aufgenommene
Fadenschlinge hinweg bewegt hat (12), wird
der Fadenlenker 13 durch den Lenkertrieb 100 in
seine Ruhestellung zurück
bewegt. Da diese aus einer vertikalen und einer horizontalen Bewegungskomponente
gebildet ist und die horizontale Komponente in Richtung der Spitze
der Aufnahmenut 97 gerichtet ist, gleitet die Fadenschlinge
zu Beginn der Rückwärtsbewegung
des Fadenlenkers 13 von der Auflagefläche 98 der Aufnahmenut 97 ab;
der Fadenlenker 13 kehrt jetzt in seine Ruhestellung zurück. Gleichzeitig verlagert
der Horizontalantrieb 80 das Unterteil 42 der
Greiferwelle 39 zum von der Nadel 11 abgekehrten
Umkehrbereich seiner Auslenkbewegung. Sobald der Greifer 12 seine
entgegen dem Uhrzeigersinn gerichtete Schwenkbewegung vollendet
hat, setzt der Hubantrieb ein und führt den Greifer 12 in seine
unterhalb des Nähgutes
gelegene Schwingebene zurück.
Der Stichbildevorgang kann sich jetzt wiederholen.