DE10033863C2 - Nähvorrichtung mit einem Einseitnähkopf und einem Aufnahmeelement für ein biegeschlaffes Nähgut - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nähvorrichtung mit einem Einseitnähkopf und einem Aufnah­ meelement für ein biegeschlaffes Nähgut.

Einseitnähtechniken zeichnen sich dadurch aus, daß bei der Vernähung von Nähgut nur auf einer Seite des Nähguts ein sogenannter Einseitnähkopf erforderlich ist (diese Seite wird im folgenden kurz als Nähkopfseite bezeichnet). Dies wird anhand von Fig. 3a-3e ver­ deutlicht: Der Einseitnähkopf (nicht dargestellt) weist beispielsweise zwei Nadeln 100, 110 auf, von denen eine als Fadengeber 100 bezeichnet wird und beim Durchstechen des Nähguts 120 an einer ersten Durchstichstelle 140 eine erste Schlaufe des Nähfadens 130 von der Nähkopfseite N auf die andere Seite (im folgenden kurz: Rückseite) R transportiert (vgl. Fig. 3a). Die andere Nadel 110 wird als Greifer bezeichnet und holt die erste Schlaufe 130 von der Rückseite R durch eine zweite Durchstichstelle 150 wieder auf die Nähkopf­ seite N des Nähguts 120 zurück (vgl. Fig. 3b und 3c). Auf der Nähkopfseite N des Nähguts 120 wird die erste Schlaufe 130 vom Fadengeber 100 vor dessen nachfolgenden Durch­ stich an einer dritten Durchstichstelle 160 durch das Nähgut 120 mit einer zweiten Schlaufe 170 durchsetzt, so daß die erste Schlaufe 130 fixiert wird u. s. w. (vgl. Fig. 3d und 3e). Wird dieser Vorgang mehrfach wiederholt, so entsteht eine Naht. Eine Nähma­ schine, welche für eine derartige Nähtechnik ausgebildet ist, wird beispielsweise in BW Fashion Technics, Das internationale Magazin für die Nähindustrie, Ausgabe 1 vom 22.5 2000, S. 20 f beschrieben.

Eine andere Einseitnähtechnik ist beispielsweise das Tufting. Dieses wird anhand der Fig. 4a-d erläutert. Der Einseitnähkopf (nicht dargestellt) weist in diesem Beispiel nur eine Na­ del 200 auf, welche als Tuftingnadel bezeichnet wird. Die Tuftingnadel 200 durchsticht das Nähgut 120 an einer ersten Durchstichstelle 210 und transportiert dabei eine erste Schlaufe des Nähfadens 220 von der Nähkopfseite N auf die Rückseite R des Nähgutes 120 (vgl. Fig. 4a). Sodann wird die Tuftingnadel, wie in Fig. 4b dargestellt, wieder auf die Nähkopfseite N des Nähgutes 120 zurückgezogen. Dabei treten Reibungskräfte zwischen dem Nähfaden und dem Nähgut 120 auf, so daß die erste Schlaufe des Nähfadens 220 auf der Rückseite R des Nähgutes 120 zurückbleibt. In einem dritten Schritt wird die Tuf­ tingnadel 200 gemäß Fig. 4c zu einer zweiten Durchstichstelle 230 bewegt und durch­ sticht das Nähgut 120 mitsamt einer zweiten Schlaufe des Nähfadens 240 an dieser Stelle 230. Wie in Fig. 4d gezeigt, wird auch hiernach die Tuftingnadel 200 wieder auf die Näh­ kopfseite N des Nähgutes 120 unter Zurücklassung der zweiten Schlaufe 240 zurückgezo­ gen. Wird diese Prozedur fortgesetzt, so entsteht eine Naht. Tuftingnähte werden bei­ spielsweise zum Zusammenheften von Nähgütern verwendet. Sie sind leichter lösbar als Nähte nach der Art des zuvor beschriebenen Beispiels.

Alternativ zur Einseitnähtechnik gibt es auch konventionelle Zweiseitnähtechniken. Eine Nähvorrichtung, welche eine Zweiseitnähtechnik aufweist, wird beispielsweise in der DE 44 31 318 A1 beschrieben. Sie umfaßt ein Nadelsystem und ein Greifersystem, welche jeweils auf gegenüberliegenden Seiten eines Nähgutes angeordnet sind, und welche mit Hilfe von Positionierungseinrichtungen im Raum positionierbar sind. Wie die genannte Druckschrift zeigt, erfordern Zweiseitnähtechniken beim Nähen räumlicher Strukturen eine aufwendigere Technik (Nadelsystem und Greifersystem auf beiden Seiten des Nähgutes) als eine vergleichbare Einseitnähtechnik.

Zum Nähen mit einer Einseitnähtechnik muß die Rückseite des Nähguts auf einem Auf­ nahmeelement wie etwa einem Nähtisch gelagert werden. Da ein Nähgut regelmäßig bie­ geschlaff ist, muß dabei ein Durchbiegen zumindest weitgehend verhindert werden. Zu­ gleich muß das gelagerte Nähgut in einer gewünschten Position fixiert werden.

Die EP 0 722 517 B1 bzw. US 5,727,488 beschreibt eine solche Vorrichtung zur Aufnahme von Werkstücken aus biegeschlaffem Nähgut für Bearbeitungsvorgänge, insbesondere zum Nähen einer dreidimensionalen Hülle. Die Aufnahmevorrichtung weist einen Trägerkörper auf, welcher im wesentlichen der Form der herzustellenden Hülle entspricht. Der Zuschnitt kann auf der Anlagefläche lösbar angebracht werden. Die Anlagefläche ist mit mindestens einer Halteeinheit versehen, die den jeweiligen Zuschnitt während des Bearbeitungsvor­ ganges an der Anlagefläche hält. Die Halteeinheit weist mindestens zwei in Ausnehmungen des Trägerkörpers angeordnete Halteelemente auf. Diese Halteelemente können von einer innerhalb des Trägerkörpers gelegenen Ruheposition in eine Eingriffsposition überführt werden. In der Eingriffsposition befinden sich die Eingriffsabschnitte der Halteelemente außerhalb des Trägerkörpers. Die Anlagefläche ist - ausweislich eines Ausführungsbei­ spiels - von Austrittsöffnungen für ein Druckmedium durchsetzt. Diese Austrittsöffnungen werden durch Bohrungen erzeugt. Im übrigen ist die Beschaffenheit der Anlagefläche nicht weiter beschrieben.

Die WO 94/05843 beschreibt einen weiteren Arbeitsstück-Positionierungsapparat zum räumlichen Zusammennähen von Arbeitsstücken. Dabei werden Bereiche des Arbeitsstü­ ckes von Stützmitteln gestützt. Die Stützmittel umfassen zwei konische Roller, welche um eine Achse gedreht werden können und welche mit Klemmitteln korrespondieren. Die Er­ findung betrifft außerdem Anliefer-, Transport- und Haltemittel für das Werkstück.

Ferner offenbart die DE 691 09 080 T2 eine automatische Führung auf einer Nähmaschi­ ne, bei der u. a. borsten- bzw. bürstenförmige Rollen verwendet werden. Diese Rollen die­ nen im Wesentlichen der Zuführung des Nähgutes und sind derart beabstandet angeord­ net, dass zwischen ihnen eine Öffnung besteht. Die Öffnung gewährleistet, dass eine Nadel ungestört das von den Nähgutauflagemitteln gehaltene Nähgut durchdringen kann.

Des Weiteren offenbart DE 41 02 840 C1 eine Vorrichtung zur Herstellung von Nähten an dreidimensionalen Gegenständen. Hierbei werden Zuschnitte derart angeordnet, dass sie sich in einem umlaufenden Rand überlappen und dort Randstreifen bilden. Die Naht wird an der Wurzel dieses Randstreifens erzeugt. Zu diesem Zweck wird der Randstreifen wäh­ rend des Stiches der Nadel zwischen einer Stichplatte und einem Niederhalter einge­ spannt. Um die Stichbildung zu ermöglichen, weist die Stichplatte eine Aussparung für den Durchtritt der Nadel auf.

Die DE 41 18 194 C2 offenbart eine Zuschneidevorrichtung für Flachmaterial wie Stoffe, Folien oder dergleichen. Als Auflagefläche für zuzuschneidende Materialien dient eine bürstenförmig ausgebildete Tragmatte. Zur Fixierung des Zuschneidematerials wird über die Borsten Unterdruck eingeleitet. Zum Schneiden des fixierten Materials taucht die Mes­ serspitze der Zuschneidevorrichtung in die Borstenspitzen ein.

Sodann muß es möglich sein, das Nähgut beim Nähen zu durchstechen. Zu diesem Zweck werden nach einem Ansatz aus dem Stand der Technik in der Aufnahmevorrichtung im Nahtbereich Aussparungen freigelassen, d. h. die Nadel trifft beim Durchstechen auf kei­ nen festen Nähuntergrund, sondern auf Luft etc. Eine solche Lösung hat jedoch den Nach­ teil, daß sich vor allem weiche Nähgüter während des Nähvorgangs im Nahtbereich ver­ formen und infolgedessen die Präzision der Naht reduziert wird.

Ein anderer bekannter Ansatz sieht vor, auf der Aufnahmevorrichtung einen Nähunter­ grund aus einem steifen Schaumstoff anzuordnen. Die Nadel dringt nach dem Durchste­ chen des Nähguts in diesen Schaumstoff ein. Hierbei verbiegt sich das Nähgut zwar nicht oder jedenfalls nicht wesentlich. Der Schaumstoff wird jedoch an der Einstichstelle be­ schädigt und verbraucht sich somit nach einigen Nähvorgängen. Zudem durchsetzen Näh­ schlaufen den Schaumstoff, so daß die Gefahr besteht, daß bei der Entnahme des Nähguts aus der Nähvorrichtung Nähte wieder aufgetrennt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine verbesserte Nähvorrichtung mit einem Ein­ seitnähkopf und einem Aufnahmeelement für ein biegeschlaffes Nähgut zur Verfügung zu stellen.

Die Erfindung löst diese Aufgabe durch den Gegenstand des Anspruchs 1, also durch eine Nähvorrichtung mit einem Einseitnähkopf und einem Aufnahmeelement für ein biege­ schlaffes Nähgut, bei welcher das Aufnahmeelement wenigstens ein Bürstenelement zur zumindest teilweisen Lagerung des biegeschlaffen Nähgutes auf den Borsten des Bürsten­ elementes aufweist.

Die Borsten eines solchen Aufnahmeelementes bilden ein Gegenlager, auf welchem ein Nähgut plaziert werden kann, ohne sich durchzubiegen oder durchzuhängen. Zugleich kann die Nadel der jeweiligen Einseitnähtechnik, z. B. die Tuft- oder die Einseitnähnadel, auf der Rückseite des Nähgutes austreten. Dabei weichen die Borsten den Nadeln aus und behindern die Stichbildung nicht. Zugleich besteht keine Gefahr, daß Nähschlaufen am Nähuntergrund hängen bleiben.

Die Ansprüche 2-6 betreffen vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und der beigefügten Zeichnung noch näher erläutert. In der Zeichnung sind:

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Nähvorrichtung bei der Bearbeitung eines Nähgutes;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Nähuntergrundes für eine erfindungs­ gemäße Nähvorrichtung, welcher für das Nähen einer räumlichen Struktur geeignet ist;

Fig. 3a-3e schematische Darstellungen der Arbeitsschritte in einem einfachen Einseitnähverfahren nach dem Stand der Technik; und

Fig. 4a-4d schematische Darstellungen der Arbeitsschritte in einem weiteren Einseitnähverfahren nach dem Stand der Technik

Fig. 1 zeigt einen Einseitnähkopf 115 mit einem Fadengeber 100 und einem Greifer 110 (der Greifer 110 würde bei einer Tuftingtechnik - wie oben dargestellt - entfallen bzw. nicht benützt werden). Dabei können Fadengeber 100, Greifer 110 sowie die einleitend genannte Tuftingnadel 200 bekanntlich verallgemeinert als Werkzeuge zur Stichbildung bezeich­ net werden. Der Fadengeber 100 durchsetzt ein Nähgut 120 an einer ersten Durchstich­ stelle 140. Das Nähgut 120 ist mit seiner Rückseite R auf einem Bürstenelement 10 gelagert. Das Bürstenelement 10 setzt sich zusammen aus einem Rückenelement 20 und Kunststoffborsten 30.

Die Borsten 30 sind hinreichend steif ausgebildet, um ein Durchbiegen des Nähgutes 120 weitgehend oder vollständig zu vermeiden. Auf der anderen Seite sind die Borsten 30 hin­ reichend flexibel, um der den Nadeln 100 und 110 beim Durchstich durch das Nähgut 120 auszuweichen.

Als besonders zweckmäßig haben sich Kunststoffborsten beispielsweise aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) erwiesen. Ein insbesondere für die Bearbeitung von Faserver­ bundwerkstoffen geeigneter Borstendurchmesser liegt zwischen 1 und 2 mm, vorzugswei­ se bei 1,3 mm. Die Borstenspitzen sind bevorzugt abgerundet. Es ist jedoch auch möglich, flache Borstenspitzen zu verwenden. Die Borsten 30 sollten insbesondere für die Bearbei­ tung von Faserverbundhalbzeugen etwa 30-50 mm, insbesondere 40 mm hoch sein. Sie können zusammen mit dem Rückenelement 20 aus einem Stück gegossen sein oder an dem Rückenelement 20 befestigt sein. Die Borstendichte sollte insbesondere für die Bear­ beitung von Faserverbundhalbzeugen bei etwa 10-20, und insbesondere 16 Borsten pro Quadratzentimeter liegen.

Das Rückenelement 20 kann ebenfalls aus Kunststoff bestehen und insbesondere wie die Borsten 30 selbst biegeweich sein. Es kann dann auf einer festen ebenen oder räumlich geformten Unterlage angeordnet werden.

Fig. 2 zeigt einen Nähuntergrund für eine erfindungsgemäße Nähvorrichtung, welcher aus 3 Bürstenelementen 10, 10' und 10" zusammengesetzt ist. Die Bürstenelemente 10, 10' und 10" schließen aneinander an. Sie sind jedoch in unterschiedlicher räumlicher Lage positioniert. Zur Positionierung dienen Positionierungsmittel 40, 40' und 40", welche von Steuerungs- und Antriebsmitteln (nicht dargestellt) gesteuert und angetrieben werden. Auf den Borsten 30, 30' und 30", welche an den Rückenelementen 20, 20' und 20" der Bür­ stenelemente 10, 10' und 10" angebracht sind, ist ein Nähgut 120 gelagert. Es kann somit räumlich vernäht werden. In einer Abwandlung dieses Ausführungsbeispiels ist es möglich, ein oder mehrere Bürstenelemente 10, 10' und 10" in unterschiedlicher räumlicher Lage zu positionieren, ohne daß sie aneinander anschließen.

Schließlich ist es oft zweckmäßig, das Nähgut 120 zur Bearbeitung an dem oder den Bür­ stenelementen 10, 10', 10" zu befestigen. Hierzu kann das Nähgut beispielsweise am Rand eingespannt bzw. eingeklemmt werden. Zum Einklemmen kann etwa ein Blech ver­ wendet werden, welches auf das Nähgut 120 auf den Borsten 30 im Randbereich aufgelegt und mit Schnellspannern befestigt wird.

Die genannten Ausführungsbeispiele dienen lediglich dem besseren Verständnis der Erfin­ dung. Sie stellen keine Einschränkung dar. Es versteht sich vielmehr, daß die Erfindung auch alle anderen möglichen Ausführungsformen umfaßt.

Claims (6)

1. Nähvorrichtung mit einem Einseitnähkopf (115) mit mindestens einem Werkzeug zur Stichbildung (100, 200; 110), wozu mindestens eine Nadel (100, 200) gehört und einem Aufnahmeelement für ein biegeschlaffes Nähgut (120), mit der weiteren Ausgestaltung, dass das Aufnahmeelement wenigstens ein Bürstenelement (10, 10', 10") zur zumindest teilweisen Lagerung des biegeschlaffen Nähgutes (120) auf den Borsten des Bürstenelementes (10, 10', 10") aufweist, wobei die Borsten aus­ weichbar angeordnet sind, um dem mindestens einen Werkzeug zur Stichbildung (100, 200; 110) des Einseitnähkopfes (115) beim Durchstechen des Nähgutes (120) auszuweichen, so dass eine ungestörte Stichbildung erfolgt.

2. Nähvorrichtung nach Anspruch 1, bei welchem das Bürstenelement (10, 10', 10") mit Kunststoffborsten (30, 30', 30") bestückt ist.

3. Nähvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welchem die Borsten (30, 30', 30") des Bürstenelementes (10, 10', 10") eine hinreichend hohe Steifig­ keit aufweisen, um auftretende Gewichtskräfte und Nähkräfte im wesentlichen zu kompensieren.

4. Nähvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, welche eine Mehrzahl von räumlich positionierbaren Bürstenelementen (10, 10', 10") aufweist.

5. Nähvorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, bei welcher Positionie­ rungsmittel (40, 40', 40") zur räumlichen Positionierung der Bürstenelemente (10, 10', 10") vorgesehen sind.

6. Nähvorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher Steuerungs- und Antriebsmittel für die Positionierungsmittel (40, 40', 40") vorgesehen sind.