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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Betreiben einer fadenverarbeitenden Maschine mit einer Fadenschneideinrichtung.
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Unter
dem Begriff der fadenverarbeitenden Maschine werden im Rahmen der
vorliegenden Erfindung neben Nähmaschinen
auch Strick- und Webmaschinen oder andere Maschinen verstanden.
Aus dem Stand der Technik sind vielfältige Ansätze bekannt, z.B. bei Nähmaschinen
im industriellen Einsatz eine selbstständig arbeitende Zusatzeinrichtung zum
Schneiden von Ober- und/oder Unterfäden nach Beendigung eines jeweiligen
Nähvorgangs
vorzusehen. In der Regel wird während
einer Maschinenumdrehung, die zusätzlich von einem Positionierungsmotor
verlangsamt ausgeführt
wird, mindestens ein zu durchtrennender Faden mit besonderen Greif- und
Haltefingern gefangen. Nach Erreichen des Stillstands der Maschine
in einem oberen Fadengeber-Totpunkt wird der Faden von einem Messer,
einer Schere, einer Stanze oder einem ähnlichen Instrument durchgeschnitten.
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Nachfolgend
wird die Erfindung ohne Beschränkung
ihres Einsatzfeldes am Beispiel von industriellen Nähautomaten
oder Kurz-Nähautomaten dargestellt.
Robuste und schwere industrielle Nähautomaten finden insbesondere
als Kurznaht-Nähautomaten beim
Aufnähen
von Besatzstücken,
beim Nähen
von Schnallenkappen, Schlaufen, Koffern, Planen, Tornistern, Rucksäcken oder ähnlichen
mindestens teilweise aus Schwergewebe, Kunststoffmaterialien oder
Leder bestehenden Artikel aber auch bei verschiedenen Formen von
Last- oder Sicherheitsgurten Einsatz. Bei derartigen Maschinen werden seit
Jahren regelmäßig Nähgarne aus
Synthetik eingesetzt, die häufig
und auch nach sehr kurzen Nähstrecken
wieder getrennt werden müssen.
Die vorstehend beispielhaft aufgeführten Erzeugnisse weisen dabei
regelmäßig am bearbeiteten
Produkt bzw. dem Nähgut
eine Materialoberkante auf, die auch gleichzeitig eine äußere Sichtkante
darstellt. Es ist daher wünschenswert,
dass bei der Verwendung von automatischen Fadenschneideinrichtungen
ein nach dem Abtrennen des Fadens verbleibender Restfaden möglichst
kurz ist oder gar nicht mehr sichtbar ist.
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Aus
der
DE 36 24 933 A1 ist
eine Schneidvorrichtung für
eine Nähmaschine
bekannt, bei der ein Messer zur Durchtrennung eines Nähfadens
auf eine Schneidstelle hinzubewegt wird, wobei ein Messerschutz
erst kurz vor Erreichen der Schneidstelle zur Freigabe des Messers
angehoben wird. Durch diese Vorrichtung ist ein Schutz von Bedienpersonen gegen
Verletzungen realisiert, jedoch ist hierdurch kein kurzer Restfaden
an der Schneidstelle einstellbar.
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Ferner
ist aus der
DE 101
36 543 C1 eine Knopflochnähmaschine bekannt, bei der
eine sehr dünn
ausgebildete Andrückplatte
als Führung
für eine
Schere dient, die so sehr nahe an ein Nähgutteil herangeführt werden
kann. Hierdurch sind vergleichsweise kurze Restfadenlängen erzielbar.
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Nach
dem Stand der Technik sind neben einer manuellen Nachbearbeitung
auch spezielle Maschinen zur Nachbearbeitung von Nähten bekannt, die
in einem separaten Arbeitsgang die abge trennten Fäden einfangen
und zusätzlich
abkürzen.
Ein derartiges Verfahren ist vom apparativen Gesichtspunkt her und
vom zeitlichen Faktor her betrachtet zu aufwändig, um es in heutigen Produktionen
noch standardmäßig durchzuführen.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
und eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer fadenverarbeitenden
Maschine mit einer Fadenschneideinrichtung zu schaffen, die im Vergleich
zu bekannten Vorrichtungen und Verfahren verbesserte Ergebnisse
bei erhöhter
Betriebszuverlässigkeit
erzielt.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Demgemäss zeichnet
sich ein erfindungsgemäßes Verfahren
zum Betreiben einer fadenverarbeitenden Maschine mit einer Fadenschneideinrichtung
durch eine Schrittfolge aus, wonach erst bei Beendigung des Nähvorgangs das
bearbeitete Produkt an der Nähgutoberfläche mindestens
in einem Bereich um den zu trennenden Faden herum schützend mit
einem angelenkten und/oder flexiblen Schutzelement abgedeckt wird und
die Fadenschneideinrichtung auf eine Schnittstelle hinzu bewegt
und relativ zu dem Schutzelement zum Schneiden positioniert, im
Kontakt mit der Trennvorrichtung auf das bearbeitete Produkt aufgedrückt und
anschließend
der Faden durchtrennt wird. Damit wird erstmals ein Schutz des bearbeiteten
Produkts realisiert, der jede Art von Beschädigung des bearbeiteten Produkts
an seiner Oberfläche
während des
Fadenschneidens sehr effektiv verhindern kann. Zudem ist durch die
Positionierung der Fadenschneideinrichtung relativ zu dem Schutzelement eine
so genaue Positionierung der Fadenschneideinrichtung realisierbar,
dass sehr kurze Fadenreste nach dem Trennen des Fadens am bearbeiteten
Produkt verbleiben können.
Da die Positionierung der Fadenschneideinrichtung relativ zu dem
Schutzelement erfolgt und damit unabhängig von einer Dicke eines
jeweiligen bearbeiteten Produkts ist, weist ein erfindungsgemäßes Verfahren
und eine entsprechende Vorrichtung zudem den Vorteil einer automatischen
Höhenanpassung
auf. Somit ist in Ausführungsbeispielen
der Erfindung eine Länge
eines Fadenrestes bis nahezu 0 mm bis etwa 2 mm unabhängig von
der Dicke eines jeweiligen bearbeiteten Produktes sicher und reproduzierbar
einstellbar.
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In
einem alternativen Anwendungsfeld eines erfindungsgemäßen Verfahrens
und einer entsprechenden Vorrichtung werden zu lang überstehende Fadenreste
definiert gekürzt.
Hierzu werden an sich bekannte Vorrichtungen zum Einfangen derartiger Fadenreste
verwendet, wobei z.B. unter Verwendung von Unterdruck-Luftsog ein Fadenrest
in eine Rohröffnung
hinein gezogen wird. In einem nachfolgenden Schritt wird dann ein
erfindungsgemäßes Verfahren
angewandt.
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Wie
vorstehend angedeutet, ist ein erfindungsgemäßes Verfahren also von einem
eigentlichen Nähvorgang
völlig
entkoppelbar. Darüber
hinaus ist ein erfindungsgemäßes Verfahren
aber auch in Arbeitsrichtung, entgegen einer Arbeitsrichtung, oder
in allen anderen Winkelstellungen zu einer Arbeitsrichtung einer
fadenverarbeitenden Maschine einsetzbar. Die Arbeitsschritte eines
erfindungsgemäßen Verfahrens,
also Auflegen eines Schutzes und Schneiden, können dabei aus der gleichen,
oder aber auch unterschiedlichen Richtungen erfolgen.
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In
einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein
Schutzblech als Schutzelement eingesetzt. In einer Ausführungsform
der Erfindung umschließt
das Schutzelement die Einstichstelle des abzutrennenden bzw. zu
zerschneidenden Fadens auf dem bearbeiteten Produkt im Wesentlichen
U-förmig.
Vorzugsweise wird das Schutzelement einseitig mit einer Kante zur
Ausbildung eines Wider lagers für
die Trenneinrichtung beim Schneidevorgang des Fadens ausgebildet.
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Das
Schutzelement wird vorzugsweise in einer Ausführungsform unter einem Winkel
von ungefähr
26° durch
einen Antrieb relativ zur Flächennormalen
auf das bearbeitete Produkt gedrückt,
indem es mit einer entsprechenden Positionier- und Andrückeinrichtung
verbunden ist. Diese Einrichtung umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform
mindestens einen Antrieb, der vorzugsweise elektrisch betätigt wird.
Der Antrieb ist in Ausführungsformen
der Erfindung als Linear- oder Drehzylinder oder als Steppermotor
etc. ausgebildet.
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In
alternativen Ausführungsformen
der Erfindung wird ein schrägstehendes
Schutzelement und/oder eine Trennvorrichtung unter Verwendung eines
Drehzylinders von der Seite her eingeschwenkt. In einer Ausführungsform
der Erfindung fährt
die Trennvorrichtung zum Erreichen ihrer vorgegebenen Position mindestens
teilweise auf dem Schutzelement entlang. Das Schutzelement ist dabei vorzugsweise
derart angelenkt und/oder flexibel ausgebildet, dass es im Kontakt
mit der Trennvorrichtung auf das bearbeitete Produkt aufgedrückt wird.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung wird als Fadenschneideinrichtung eine elektrische
Brenneinrichtung verwendet. Es sind verschiedene derartige Einrichtungen
bekannt, die einen Heizdraht durch geregelten Stromfluss zum Trennen
eines anliegenden Fadens aufheizen. Weiter sind als Brenneinrichtungen
Ultra-Schall-, Lichtbogen-, Laser- oder ähnliche Einrichtungen einsetzbar.
Aufgrund der gestiegenen mechanischen Anforderungen an moderne Nähautomaten
sowie die zum Nähen
verwendeten Nadelfäden
werden vor allem in Schwerlast-Nähmaschinen
synthetische Zwirne eingesetzt, die aus mehreren einzelnen Garnen
zusammengesetzt sind. Ein Einsatz von Messern etc. zur rein mechanischen
Auftrennung eines Fadens kann bei derartigen Zwirnen fehleranfällig sein
und/oder zu unzufriedenstellenden Schnittergebnissen führen. Durch
eine Brenneinrichtung kann unter gezielter Zuführung elektrischer Energie
in einem Heizdraht oder ähnliches
eine ausreichende Hitze erzeugt werden, um derartige synthetische
Zwirne thermisch derart zu durchtrennen, dass sich die Schnittenden
noch während
des Trennvorgangs durch eine Art von Verschweißung miteinander verbinden.
Vorteilhafterweise wird durch den Einsatz einer derartigen Fadenschneideinrichtung
die Länge
des an dem bearbeiteten Produkt verbleibenden Restfadens durch das Aufschmelzen
eines Endbereichs des Fadens noch weiter reduziert. Durch das erfindungsgemäß vorgesehene
Schutzelement wird dabei jedoch das bearbeitete Produkt zugleich
auch gegen eine unerwünschte
thermische Beeinflussung, die während des
Trennvorgangs durch die elektrische Brenneinrichtung auftreten könnte, sehr
effektiv geschützt. Damit
ist sichergestellt, dass auch eine Sichtfläche durch den Fadenschneidvorgang
hinsichtlich ihrer optischen und mechanischen Qualität keinerlei
Beeinträchtigung
erfährt.
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In
einer bevorzugten Ausführungsform
wird ein erfindungsgemäßes Verfahren
sowie eine entsprechende Vorrichtung für die Trennung von Oberfäden an Riegler-
bzw. Tacker-Nähautomaten
eingesetzt. Eine Adaption einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine Durchtrennung
auch des Unterfadens ist beispielsweise durch Verwendung einer zweiten
erfindungsgemäß aufgebauten
Vorrichtung möglich,
die unterhalb des Nähtischs
angeordnet und an das dort herrschende beschränkte Platzangebot angepasst
ist. Im Fall des Einsatzes eines Stepp-Stichs ist je nach Anforderung
ein Schneiden nur oberhalb, nur unterhalb oder aber oberhalb und unterhalb
des Nähtischs
nötig und
mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
durchführbar.
Auch ist eine Anpassung an ein versiegelndes Abschneiden von Overlock-Fäden ober halb
des Nähtischs
unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.
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Nachfolgend
wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel anhand von Abbildungen
der Zeichnung zur Darstellung weiterer Merkmale und Vorteile näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1:
eine schematische Darstellung eines laufenden Nähvorgangs mit einer Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Fadenschneideinrichtung an
einer Nähmaschine
in einer Ruheposition;
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2:
die Vorrichtung gemäß 1 bei
abgesenktem Schutzblech während
der Positionierung der Abtrenneinrichtung;
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3:
eine Vorrichtung gemäß 2 während des
Faden-Trennvorganges
bei Anwendung an einem vergleichsweise dünneren Nähgut als bearbeitetem Produkt
und
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4:
eine Draufsicht auf einen Teil der Anordnung gemäß Abbildung von 3.
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Über die
verschiedenen Abbildungen hinweg werden für gleiche Elemente stets die
gleichen Bezugszeichen verwendet. Ohne Beschränkung der Erfindung wird nachfolgend
nur eine Behandlung eines Oberfadens an einer fadenverarbeitenden
Maschine in Form einer Nähmaschine
dargestellt und beschrieben.
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1 zeigt
eine schematische Darstellung eines laufenden Nähvorgangs. Von der Nähmaschine
sind nur ein Abschnitt einer Nadelstange mit einer Nadel 1,
einem Faden 2, ein Nähtisch
mit einem bearbeiteten Produkt 3, hier einem Nähgut 3,
sowie eine Ausführungsform
einer erfindungsgemäßen Fadenschneideinrichtung 4 dargestellt.
Die Fadenschneideinrichtung 4 ist sehr kompakt aufgebaut
und kann daher prinzipiell in jeder Winkel-Richtung um die Nadel 1 herum
angeordnet werden. Aus diesem Grund und zur Erhöhung der Übersichtlichkeit der Zeichnung
sind Orientierungsmarken der Nähmaschine
nicht eingezeichnet worden. Praktisch ergeben sich aus einer jeweiligen
Applikation und einem Einsatz an einer jeweiligen Maschine Beschränkungen
in der Freiheit der Positionierung.
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In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
die Fadenschneideinrichtung 4 in nicht weiter dargestellter
Weise an der Nähmaschine
fixiert. Die Fadenschneideinrichtung 4 befindet sich in
der Momentaufnahme von 1 in einer Ruheposition, da noch
ein Nähvorgang
läuft und
die Nadel 1 dementsprechend noch nicht in einer oberen
Totpunkt-Lage zur Ruhe gekommen ist.
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Die
Fadenschneideinrichtung 4 umfasst ein Sicherheitselement
in Form eines Schutzblechs 5, das über eine Stange 6 mit
einem Linearzylinder 7 verbunden ist, über den das Schutzblech 5 bewegt werden
kann. Im Bereich der Stange 6 ist eine Abtrenneinrichtung 8 um
einen Drehpunkt 9 in ihrer Winkelstellung je nach Applikation
einstellbar fixiert. Auch die Abtrenneinrichtung 8 kann über einen
Linearzylinder 10 unter Vermittlung einer nicht weiter
dargestellten elektronischen Programm-Steuerung bewegt werden.
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In
der Darstellung von 2 hat die Nadel 1 mit
Beendigung des Nähvorganges
einen oberen Totpunkt erreicht. Die Fadenschneideinrichtung 4 tritt daher
nun mit einem ersten Schritt in Aktion: Das Schutzblech 5 ist
also auf das Nähgut 3 abgesenkt worden.
Hierdurch ist eine wesentliche Voraussetzung für eine präzise Positionierung der Abtrenneinrichtung 8 erfüllt, so
dass automatisch die zu schneidende Position des Fadens 2 einer
jeweiligen Dicke d des Nähgutes 3 entsprechend
positioniert wird. Damit ist insbesondere eine manuelle Nachjustierung der
Fadenschneideinrichtung 4 nicht erforderlich.
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3 zeit
eine Vorrichtung gemäß der Abbildung
von 2 während
des Faden-Trennvorganges bei Anwendung an einem vergleichsweise
dünneren
Nähgut.
Der zweite Linearzylinder 10 hat hier die elektrische Schneideinheit
der Abtrenneinrichtung 8 zur Schneidposition gefahren,
ein Heizdraht 11 wird durch geregelten Stromfluss aufgeheizt
und schneidet bzw. schweißt
den Nähfaden 2 an
der exakten Position ab. Diese Position wird gemäß einer Voreinstellung der
Fadenschneideinrichtung 4 unabhängig der Materialdicke d stets
zuverlässig
erreicht.
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4 zeigt
schließlich
eine Draufsicht auf einen Teil der Anordnung gemäß der Abbildung von 3 in
der Schnittebene A-A. In dieser Draufsicht ist die U-förmige Ausbildung
des Schutzblechs 5 deutlich zu erkennen. Die Ausnehmung
im Schutzblech 5, die diese besondere U-Form begründet, bietet
nun vorteilhafterweise die Möglichkeiten,
den Faden 2 über
dem Schutzblech, in der Ebene der Oberfläche des Schutzblechs 5 oder
unter der Ebene der Oberfläche
des Schutzblechs 5 zu schneiden. In einer Ausführungsform
der Erfindung kann also in der Aussparung des Schutzblechs 5 geschnitten
werden, d.h. wesentlich tiefer und damit näher an der Oberfläche des
Nähgutes,
als dies nach dem Stand der Technik möglich wäre. Eine Auswahl ist je nach
Anwendungsfall durch eine entsprechende Voreinstellung zu treffen.
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Das
Schutzblech 5 gibt um den abzutrennenden Faden 2 herum
viel weniger Raum frei, als diese beispielsweise durch einen hier
ebenfalls nicht weiter zeichnerisch dargestellten Nähfuß der Fall
sein würde.
In industriell eingesetzten Schwerlast-Nähmaschinen
umrahmt ein Nähfuß Nähfelder
von bis zu ca. 600 mm·3000
mm rechteckförmiger
Erstreckung, in denen die Nadel 1 unter Wirkung einer x-y-Positionierung
Nähaufgaben
unter jeweils vorgegebenen Nähmustern
ausführt.
Damit kann insbesondere in dem Fall, dass ein Nähfuß im Wesentlichen der Form der
Schutzblechs 5 entspricht, der eigentliche Nähfuß zugunsten
des Schutzblechs 5 entfallen. Für die Betätigung des Schutzblechs 5 kann
dann eine sowieso vorhandene Automatik des Nähfußes, eines Pressfußes, Nährahmens
oder ähnliches
genutzt werden. In diesen Fällen
könnte
dann auch der Linearzylinder 7 oder ein ähnliches
Antriebselement zum Antrieb des Schutzblechs 5 eingespart
werden.
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In
der Darstellung von 4 wird auch deutlich, dass in
der vorliegenden Ausführungsform
der Erfindung die Bewegungsachsen der Linearzylinder 7, 10 beispielhaft
in einer Ebene liegen, aber gegenüber der Flächennormalen des Nähgutes 3 in
unterschiedlichen Winkeln stehen. Diese Winkel sind in weiten Bereichen
frei einstellbar und können
so den jeweiligen Platzerfordernissen entsprechend eingestellt werden,
also insbesondere auch als gleich große Winkel α.
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In
einem nicht weiter zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel
der Erfindung sind das Schutzblech 5 und die Abtrenneinrichtung 8 in
einem teleskopartigen Mechanismus unter im Wesentlichen gleicher
Winkellage zu der Flächennormalen
des Nähgutes 3 angeordnet.
Dabei werden diese Elemente gemeinsam in den vorstehend beschriebenen aufeinander
folgenden Arbeitsschritten über
nur einen Steppermotor angetrieben. Zur Anpassung an eine Applikation
können
die Winkellagen der beiden Elemente jedoch auch unterschiedlich
ausgebildet werden.
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Zusammenfassend
sind damit ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung beschrieben worden,
die einen effektiven Schutz für
das Gewebe, bzw. eine Naht und/oder ein verarbeitetes Produkt, während eines
Faden-Trenn-Vorganges bietet, ohne Verletzung definierbar kurz schneidet.
Zudem wird diese vorteilhafte Eigenschaft ohne mechanische Anpassung
durch eine automatische, flexible Höhenanpassung gewährleistet.
Die Höhenanpassung
kann durch zusätzliche Überwachungsmechanismen
kontrolliert und auch elektronisch überprüft und/oder protokolliert werden.
Derartige Maßnahmen
sind jedoch nicht prinzipiell erforderlich.