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Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Bilden von dreidimensionalen
biegeschlaffen Gegenständen,
beispielsweise eines eine Hülle
bildenden Hohlkörpers
aus mindestens zwei Zuschnitten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches
1.
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Die
Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zum Bilden von dreidimensionalen
biegeschlaffen Gegenständen,
beispielsweise eines eine Hülle
bildenden Hohlkörpers
aus mindestens zwei Zuschnitten.
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Beim
Herstellen von durch Nähte
gebildeten Hüllen
werden die zu vernähenden
Zuschnitte in flach liegendem Zustand durch die Stichbildedestelle einer
Nähmaschine
geführt
und in genau festgelegtem Abstand zu den Schnittkanten miteinander
vernäht.
Hierzu werden die Zuschnitte vorher mit Markierungen versehen, die
während
des Nähens
miteinander zur Deckung kommen müssen,
wobei es gleichzeitig erforderlich ist, die Zuschnitte während des
Nähens
relativ zueinander zu verschieben. Das Zusammenfügen der Zuschnitte mittels
einer Nähmaschine
erfordert von der Bedienungsperson, die die Zuschnitte führen und
auch die Nähmaschine
bedienen muß,
neben einem hohen Maß an
Routine eine ständige
Aufmerksamkeit beim Führen
der Zuschnitte, sodaß die
Leistung der Nähmaschine
nicht voll ausgenutzt werden kann.
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Durch
die DE-1 660 811 A1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung zum
Zusammennähen
der Breit- und Schmalstücke
eines hohlquaderförmigen Bezuges
aus Stoff für
Polstermöbel
bekannt, wobei die Schmalstücke
mit abgewinkelten Enden in einem mit zwei lösbaren Deckeln versehenen Rahmen
aufgenommen sind, der um eine horizontale Achse schwenkbar ist und
an zwei im Abstand zueinander angeordneten Nähmaschinen vorbeigeführt wird. Hierdurch
kann zunächst
das erste Breitstück
und nach Schwenken des Rahmens das zweite Breitstück angenäht werden,
sodaß der
Bezug in nur einer Aufspannung genäht werden kann.
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Die
DE 43 02 904 A1 zeigt
ein Verfahren und eine Vorrichtung, mit der dreidimensionale Hüllen, insbesondere
Airbags hergestellt werden können. Hierzu
wird eine Spreizvorrichtung in einen Gewebeschlauch eingeführt und
dieser anschließend
aufgeweitet. Nachdem eine Gaseintrittsöffnung in den Gewebeschlauch
eingearbeitet und dieser durch gezielte Wärmeeinwirkung in eine vorbestimmte
Form gebracht wurde, wird die Spreizvorrichtung wieder aus dem Gewebeschlauch
entfernt. Anschliessend wird der flach liegende Gewebeschlauch mittels
einer Nähmaschine
zu einem Airbag fertig vernäht.
Nachteilig ist hierbei, daß nach
der Nahtbildung relativ weit überstehende
Ränder
durch aufwändige
Nachbearbeitung entfernt werden müssen, was zu relativ großem Materialverlust
führt.
Zusätzlich
besteht der Nachteil, daß Hüllen mit
komplizierteren Formen nicht oder allenfalls nur sehr aufwändig hergestellt werden
können.
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Da
sich mit diesem Vorgehen relativ komplizierte Formen einer Hülle nur
sehr schwer herstellen lassen, ist es auch bekannt, die einzelnen
Zuschnitte in einer Raumform anzuordnen und in der räumlichen Form
durch Nähte
miteinander zu verbinden.
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In
der
DE 42 25 008 C1 ist
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nähen von dreidimensionalen Hüllen offenbart,
wobei die einzelnen Zuschnitte an von der Oberfläche eines Trägerkörpers einer
Haltevorrichtung gebildeten Anlageflächen angelegt werden. Dabei
entspricht die Außenform
des Trägers
der Innenform der herzustellenden Hülle, sodaß die Zuschnitte während des
jeweiligen Nähvorganges
entsprechend der rechtwinkligen Anordnung der Anlageflächen ebenfalls
rechtwinklig zueinander gerichtet sind und die Randbereiche der
Zuschnitte ihrerseits im wesentlichen quer zur Ebene des jeweilig übrigen Bereiches
der Zuschnitte verlaufen. Der auf der horizontal gerichteten Anlagefläche aufliegende
erste Zuschnitt kann so positioniert werden, daß sein Randbereich über die
Anlagefläche übersteht
und vor dem Nähvorgang
durch das Positionieren des an der vertikal gerichteten Anlagefläche zur
Anlage kommenden Zuschnittes in eine nähgerechte Lage gebracht wird.
Demgegenüber
müssen
die Randbereiche des an die vertikal gerichtete Anlagefläche anzulegenden
zweiten Zuschnittes in einem gesonderten Arbeitsvorgang in eine
nähgerechte
Form gebracht werden, d.h. die Randbereiche des zweiten Zuschnittes
müssen
gegenüber
dem übrigen
Bereich des Zuschnittes abgewinkelt und in dieser Form an die Anlagefläche angelegt
werden, sodaß die
Randbereiche beider Zuschnitte gemeinsam eine vom Trägerkörper abstehende
Randleiste bilden. Erst danach kann entlang den von den Randbereichen
gebildeten Knicklinien eine die Zuschnitte innerhalb deren Randbereiche
verbindende Naht durch eine sich entlang dieser Knicklinien bewegende
Nähmaschine
gebildet werden. Dieses Verfahren kann insbesondere zur Herstellung
von Hüllen
mit unterschiedlich großen
lichten Weiten insoweit nicht zufrieden stellen, als bei solchen
Hüllen
nur diejenigen Bereiche der Zuschnitte miteinander vernäht werden
können,
die der größten lichten
Weite der Hülle
entsprechen.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Herstellen von dreidimensionalen biegeschlaffen Gegenständen, beispielsweise
eines eine Hülle
bildenden Hohlkörpers
zu schaffen, wonach dreidimensionale Gegenstände unter Bildung von räumlich verlaufenden Nähten herstellbar
sind, ohne hierzu einen Formkörper
zu benötigen,
dessen Außenform
an die Innenform des Gegenstandes angepaßt sein muß.
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Diese
Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens durch die im Patentanspruch
1 angegebenen Verfahrensschritte a) bis f) und hinsichtlich der
Vorrichtung durch die im Patentanspruch 6 angegebenen Merkmale gelöst.
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Die
erfindungsgemäße Lösung sieht
somit in Abkehr von der seither geübten Praxis gemäß
DE 42 25 008 C1 ,
wonach beim Zusammennähen
zweier Zuschnitte zumindest ein Zuschnitt eine horizontale Lage
einnimmt, zunächst
vor, beide Zuschnitte in eine vertikale Lage zu bringen und ihre
jeweilige Randzone derart zu verformen, daß die Randzonen parallel zueinander
und winklig zum jeweils übrigen Bereich
der Zuschnitte verlaufen. Dies eröffnet die Möglichkeit, eine Nähmaschine
oder eine andere, eine Verbindung zwischen den beiden Zuschnitten erzeu gende
Maschine, beispielsweise eine Schweißmaschine oder auch eine Maschine
zum Läsern
entlang den Randzonen der Zuschnitte zu bewegen, sodaß die Nadel
oder ein anderes zur Herstellung einer nahtartigen Verbindung geeignetes
Werkzeug zwar die Randzonen der Zuschnitte entlang deren Ebene zu
durchstechen vermag, der übliche
Stoffdrücker oder
ein sonstiger Niederhalter für
die Zuschnitte aber nicht mit den übrigen Bereichen der Zuschnitte in
Berührung
kommt. Hierdurch ist es möglich,
die von den Formelementen gebildeten Anlageflächen der Formkörper vor
dem Anlegen der Zuschnitte an die Anlageflächen an die räumliche
Form der jeweils zu bildenden Naht anzupassen.
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Dies
kann dadurch geschehen, daß die
Relativlagen von einzelnen Formelementpaaren oder von Gruppen von
Formelementpaaren der Formkörper
zueinander verändert
werden.
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Sofern
die herzustellende Naht nur in Teilbereichen der Nahtlänge einen
räumlichen
Verlauf erhalten soll ist es zweckmäßig, die den jeweiligen Teilbereichen
der Naht zuzuordnenden Formelemente beider Formkörper eines Formkörperpaares
jeweils paarweise oder Gruppen von Formelementen beider Formkörper paarweise
aus der Ebene der übrigen Formelemente
der Formkörper
des Formkörperpaares
heraus zu bewegen und in dieser Relativlage zu fixieren.
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Sofern
die herzustellende Naht nur in einer Ebene, nämlich in der Ebene des Faltschwertes
einen räumlichen
Verlauf erhalten soll, genügt
es zur Erzielung des räumlichen
Verlaufs der Naht, die einzelnen Formelemente der Formkörper mehr
oder weniger aus ihrer Normallage heraus zu bewegen. Soll demgegenüber die
Naht zusätzlich
in einer zur Ebene des Faltschwertes quer verlaufenden Ebene ebenfalls
gekrümmt
verlaufen, so kann dies dadurch erreicht werden, daß die Formelemente
beider Formkörper
paarweise oder Gruppen von Formelementen beider Formkörper quer
zur Ebene des Faltschwertes und somit quer zur Ebene der Randzonen
der Zuschnitte bewegt werden.
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In
konstruktiver Hinsicht läßt sich
das erfindungsgemäße Verfahren
in vorteilhafter Weise durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches
6 verwirklichen, wonach die Halteeinrichtung mehrere in seitlichem Abstand
zueinander angeordnete Formkörperpaare
mit jeweils einem ersten Formkörper
mit einer von mehreren ersten Formelementen gebildeten ersten Anlagefläche für einen
ersten Zuschnitt und in seitlichem Abstand zum ersten Formkörper einen
zweiten Formkörper
mit einer von mehreren zweiten Formelementen gebildeten zweiten
Anlagefläche
für einen
weiteren Zuschnitt aufweist, wobei zwischen den beiden Formkörpern eines
jeden Formkörperpaares
jeweils ein Freiraum für
ein zwischen diesen hindurch bewegbares Faltschwert vorgesehen ist.
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Da
die jeweils miteinander zu verbindenden Zuschnitte den gleichen
räumlichen
Verlauf aufweisen und stufenlos ineinander übergehen sollen, sind die jeweils
ersten und zweiten Formelemente der Formkörper spiegelbildlich zueinander
ausgebildet und auch spiegelbildlich zueinander angeordnet, sodaß die von
ihnen gebildeten Anlageflächen
für die Zuschnitte
kontinuierlich aneinander anschließen.
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Zur
Anpassung der Form der Anlageflächen der
Formkörper
an den bereichsweise unterschiedlichen räumlichen Verlauf der herzustellenden
Naht, ist jeder der Formkörper
von einer Mehrzahl von übereinander
angeordneten Formelementen gebildet, wobei die Relativlage der jeweils
einander gegenüberliegend
angeordneten ersten und zweiten Formelemente der Formkörper eines
Formkörperpaares
gegenüber
den anderen Formelementen des Formkörperpaares gemeinsam veränderbar
ist.
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Um
sowohl den konstruktiven als auch den zeitlichen Aufwand zum Anpassen
von Bereichen der beiden Anlageflächen an sich nur über bestimmte Bereiche
der Naht erstreckenden räumlichen
Verlauf derselben möglichst
gering zu halten, ist es vorteilhaft, wenn die übereinander liegend angeordneten Formelemente
beider Formkörper
eines Formkörperpaares
gruppenweise zusammengefaßt
sind und ihre Relativlage zu den übrigen Formelementen des jeweiligen
Formkörperpaares
gemeinsam veränderbar ist.
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Zur
Erleichterung und schnellen Durchführung der Anpassung der Form
der Anlageflächen
an den Verlauf der Naht kann jedem Formelement oder einer oder mehreren
Gruppen von Formelementen des jeweils ersten Formkörpers eines
Formkörperpaares
jeweils ein Positionieran trieb zugeordnet werden, wobei die Größe der Stellbewegungen
der Positionierantriebe entweder einzeln oder gruppenweise oder
gemeinsam durch eine programmierbare Steuereinheit bestimmbar ist.
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Um
hierbei einen stetigen Übergang
eines gekrümmt
verlaufenden Nahtbereiches in einen beispielsweise krümmungslosen
Nahtbereich zu ermöglichen,
kann die Relativlage der übereinander
liegend angeordneten Formelemente einer Gruppe von Formelementen
eines Formkörpers
zueinander veränder-
und fixierbar sein.
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Zur
Verbindung der übereinanderliegenden Formelemente,
die entsprechend den bereichsweise unterschiedlichen Krümmungen
der herzustellenden Naht um unterschiedliche Beträge aus ihrer
Ausgangsposition bewegt werden, dennoch aber in vertikaler Richtung
miteinander verbunden sind, ist es zweckmäßig, die Formelemente eines
jeden Formkörpers
mittels eines quer zu den Anflageflächen für die Zuschnitte elastisch
verformbaren Verbindungsmittels miteinander zu verbinden. Dabei
ist es aufgrund der erforderlichen unterschiedlichen Verschiebewege
der einzelnen Formelemente vorteilhaft, wenn das Verbindungsmittel
auch in seiner Längsrichtung
elastisch dehnbar ist.
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Eine
in konstruktiver Hinsicht vorteilhafte Lösung wird dann erreicht, wenn
die Verbindungsmittel von jeweils zwei in seitlichem Abstand zueinander angeordneten
und im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Formkörper verlaufenden
Drähten oder
Seilen gebildet sind, die die Formelemente durchsetzen.
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Um
die sich nach dem Anlegen beider Zuschnitte an die Anlageflächen eines
Formkörperpaares überdeckenden
Randzonen der Zuschnitte in eine zu deren Ebene im wesentlichen
rechtwinklig verlaufende Lage zu bringen, ist das Faltschwert von einer
hinter der Ebene der Anlageflächen
gelegenen Ruheposition in eine zwischen den Anlageflächen der
Formkörper
hervortretende Wirkposition bewegbar, wobei die Bewegung des Faltschwertes
durch einen Positionierantrieb erfolgen kann.
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Sofern
nur einzelne Bereiche der herzustellenden Naht einen räumlichen
Verlauf aufweisen, kann das Faltschwert von einer Mehrzahl von Einzelschwerten
gebildet sein, wobei diese innerhalb der Ebene des Falt schwertes
relativ zueinander bewegbar sind.
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Zur
Erzielung der unterschiedlich großen Bewegungen der Einzelschwerte
sind diese um jeweils eine quer zu ihrer Ebene gerichtete Achse
schwenkbar, wobei jedem der Einzelschwerte ein Positionierantrieb
zugeordnet sein kann, und die Größe der Stellbewegungen
der Positionierantriebe entweder einzeln oder gruppenweise oder
gemeinsam durch eine programmierbare Steuereinheit bestimmbar ist.
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Sofern
die herzustellende Naht neben ihrem in der Ebene des Faltschwertes
räumlichen
Verlauf zusätzlich
eine oder mehrere Krümmungen
innerhalb einer zur vorgenannten Ebene senkrecht und damit parallel
zur Ebene der Zuschnitte verlaufenden Ebene aufweisen soll, kann
dies in konstruktiv einfacher Weise dadurch realisiert werden, daß die Formkörperpaare
und deren Positionierantriebe sowie das Faltschwert bzw die Einzelschwerte
und deren jeweilige Positionierantriebe von einem gemeinsamen Träger aufgenommen
sind, der sich über
die Höhe der
Formkörper
erstreckt und dessen Form in einer im wesentlichen quer zur Ebene
des Faltschwertes bzw quer zur Ebene der Einzelschwerte gerichteten Ebene
an die Form der angestrebten Krümmung
der Naht anpaßbar
ist.
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Dies
kann dadurch erreicht werden, daß der Träger im Bereich seines unteren
Endes von einer Trageinrichtung aufgenommen und quer zur Ebene des
Faltschwertes bzw der Einzelschwerte elastisch verformbar ist, wozu
dem Träger
zur Erzielung dieser elastischen Verformung mehrere entlang seiner
Länge angeordnete
Verstellglieder zugeordnet sind, deren Relativlage zur Ebene des
unverformten Trägers mittels
Verstellmitteln bestimmbar ist.
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Da
die die Form der herzustellenden Gegenstände bestimmende Kontur der
Formelemente -mit Ausnahme der gegenseitigen Relativlagen der Formelemente
die den räumlichen
Verlauf der jeweils herzustellenden Naht bestimmen- für alle herzustellenden
Gegenstände
die gleiche ist, ist es erforderlich, die beiden jeweils ein Formkörperpaar
bildenden Formkörper
stets so zu verändern
bzw so anzuordnen zu können,
daß auch
Gegenstände
unterschiedlicher Durchmesser bzw Größe herge stellt werden können.
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Dies
wird unter der Maßgabe,
daß der
herzustellende Gegenstand an seinem Umfang allseits geschlossen
ist, dadurch erreicht, daß die
Träger
die Positionierantriebe für
die Formelemente sowie die Faltschwerte jeweils am Schlitten von
Verschiebeeinrichtungen befestigt sind, deren Grundteile mit der Grundplatte
fest verbunden sind, wobei die Relativlage der Schlitten der Verschiebeeinrichtungen
zur Grundplatte durch Positionierantriebe bestimmbar ist, sodaß der Durchmesser
der Hüllkurve
für die
Anlageflächen
dementsprechend veränderbar
ist.
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Durch
diese Maßnahme
können
einerseits Gegenstände
unterschiedlicher Größe hergestellt werden
und andererseits kann nach Fertigstellung eines Gegenstandes dieser
dann den Formkörperpaaren
leicht entnommen werden, wenn hierzu die Formkörperpaare in radialer Richtung
geringfügig
zur Mitte der Grundplatte hin bewegt werden.
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Weitere
Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich anhand der
nachstehenden Beschreibung eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispiels
der Erfindung.
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Es
zeigt:
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1:
eine schaubildliche Darstellung der Vorrichtung mit insgesamt 3 in
gegenseitigem Abstand zueinander angeordneten Arbeitsstationen;
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2:
eine schematische Draufsicht auf ein Formkörperpaar in seiner Grundstellung;
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3:
eine der 2 entsprechende schematische
Draufsicht auf das Formkörperpaar
mitausgefahrenen Formelementen;
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4:
eine der 3 entsprechende schematische
Draufsicht auf das Formkörperpaar
mit ausgefahrenem Faltschwert;
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5:
eine vergrößerte schaubildliche
Darstellung einer Einzelheit A eines Formkörperpaares 8;
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6:
eine Darstellung eines Formkörpers mit
an die Form der Naht angepaßter
Lage der Formelemente;
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7:
eine der 6 entsprechende schaubildliche
Darstellung eines Formkörperpaares
mit der Form der Naht angepaßter
Lage der Formelemente;
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8:
eine Ansicht eine Formkörperpaarees mit
in Y-Richtung ausgelenktem Träger
für die
Formkörper;
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9:
eine Seitenansicht des Trägers
für die Formkörper mit
seinen Verstellmitteln;
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Auf
einer in 1 mit 1 bezeichneten
Grundplatte sind beim gezeigten Ausführungsbeispiel insgesamt 3 Arbeitstationen
A, B und C vorgesehen, die auf einem Teilkreis angeordnet sind.
Die Anzahl der auf der Grundplatte 1 anordenbaren Arbeitstationen kann
beliebig groß gewählt werden,
wobei auch weniger als 3 Arbeitstationen vorgesehen sein
können. Da
der Aufbau und die Funktionsweise aller Arbeitstationen gleich ist,
wird nachstehend im Grund nur eine Arbeitstation beschrieben, wobei
die Bezugszeichen für
die einzelnen Teile der Arbeitstationen in mehreren Arbeitstationen
eingetragen sind und einander entsprechen.
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Auf
der Grundplatte 1 ist für
jede der Arbeitstationen A, B und C eine Verschiebeeinrichtung 2 für jeweils
einen Träger 3 vorgesehen.
Die Verschiebeeinrichtungen 2 sind auf der Grundplatte 1 radial
ausgerichtet und weisen je ein auf der Grundplatte 1 fest angeordnetes
Grundteil 4 auf, in dem ein mit dem Träger 3 fest verbundener
Schlitten 5 radial verschiebbar ist, die in der Zeichnung
mit "X1" gekennzeichnet ist.
Die aus einem elastisch verformbaren Material -beispielsweise aus
Federstahl- hergestellten Träger 3 weisen
einen rechteckförmigen
Querschnitt auf und sind in einer im wesentlichen vertikalen Ebene
angeordnet, deren Spurgerade im wesentlichen parallel zur Verschieberichtung "X1" des jeweiligen Schlittens 5 verläuft.
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Zur
Veränderung
des Abstandes zwischen dem Mittelpunkt der Grund platte 1 und
den Schlitten 5 und somit der Träger 3 dient je ein
am Grundteil 4 befestigter Positionierantrieb 6.
Hierbei ist es möglich,
sämtliche
Positionierantriebe 6 entweder einzeln oder gemeinsam von
einer nicht dargestellten programmierbaren zentralen Steuereinheit
anzusteuern.
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Durch
die Abstandsveränderung
der Schlitten 5 zum Mittelpunkt der Grundplatte 1 läßt sich
einerseits in später
noch zu beschreibender Weise die Größe der herzustellenden Hüllen verändern, und andererseits
lassen sich die fertiggestellten Hüllen durch eine geringe Verkleinerung
des Abstandes zwischen den Schlitten 5 und dem Mittelpunkt
der Grundplatte leichter der jeweiligen Arbeitstation entnehmen.
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Zur
Aufnahme der Zuschnitte für
die herzustellenden Hüllen
ist an jeder der Arbeitstationen eine Halteeinrichtung 7 vorgesehen,
die jeweils ein Formkörperpaar 8 (2 bis 4)
aufweist, das von zwei spiegelbildlich ausgebildeten und auch zueinander
spiegelbildlich angeordneten Formkörpern 9, 11 gebildet
ist. Die Formkörper 9, 11 erstrecken
sich in vertikaler Richtung und weisen an ihren einander gegenüber liegenden
Enden einen gegenseitigen Abstand zum Durchtritt eines Faltschwertes 12 auf.
Die konvex ausgebildete Außenfläche des
jeweils ersten Formkörpers 9 eines
Formkörperpaares 8 bildet
jeweils eine erste Anlagefläche 13 für einen
jeweils ersten Zuschnitt Z1, während
die ebenfalls konvex ausgebildete Außenfläche des jeweils zweiten Formkörpers 11 des
Formkörperpaares 8 eine
jeweils zweite Anlagefläche 14 für einen
jeweils zweiten Zuschnitt Z2 bildet. Dabei sind die Anlageflächen 13, 14 derart ausgebildet
und angeordnet, daß sie
zwar einen gegenseitigen Abstand zum Durchtritt des Faltschwertes 12 aufweisen,
ansonsten aber stufenlos ineinander übergehen.
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Beide
Formkörper 9, 11 werden
jeweils von einer Mehrzahl sandwichartig übereinander angeordneten Formelementen
gebildet, die ihrerseits spiegelbildlich zueinander ausgebildet
und auch spiegelbildlich zueinander angeordnet sind. Hierbei sind
die jeweils ersten Formelemente 15 des jeweils ersten Formkörpers 9 bewegungsmäßig mit
dem ihnen jeweils gegenüberliegend
angeordneten zweiten Formelement 16 des jeweils zweiten
Formkörpers 11 verbunden.
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Die
Formelemente 15 der Formkörper 9 und die Formelemente 16 der Formkörper 11 sind
mittels je eines sowohl quer zu den Anlageflächen 13, 14 für die Zuschnitte
Z1, Z2, als auch in Längsrichtung
des jeweiligen Trägers 3 elastisch
verformbaren Verbindungsmittels miteinander verbunden. Das Verbindungsmittel 17 weist
für die
Formelemente 15 eines jeden Formkörperpaares 8 ein im
wesentlichen parallel zur Längsrichtung
des Formkörpers 9 bzw
des Trägers 3 verlaufendes
und elastisch verformbares Drahtpaar 18 auf, während für die Formelemente 16 der
Formkörper 11 jeweils
ein ebenfalls parallel zum Formkörper 11 bzw
zum Träger 3 verlaufendes
und elastisch verformbares Drahtpaar 19 vorgesehen ist, wobei
das Drahtpaar 18 die Formelemente 15 und das Drahtpaar 19 die
Formelemente 16 jeweils in deren seitlichen Endbereichen
durchsetzt. Die einzelnen Drähte
beider Drahtpaare 18, 19, sind mittels Befestigungsschrauben 20 an
den jeweiligen Formelementen 15, 16 befestigt.
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Wie
aus 5 erkennbar ist, ist zur bewegungsmäßigen Verbindung
der einander gegenüberliegenden
Formelemente 15, 16 zwischen diesen und den ihnen
ober- bzw unterhalb jeweils benachbarten Formelementen 15, 16 jeweils
ein Verbindungsstück 21 vorgesehen,
das -in Draufsicht gesehen- die
Form eines "U" mit nach außen abgewinkelten
Schenkeln 22 aufweist. Diese sind ebenso wie die Formelemente 15, 16 von
den Drahtpaaren 18, 19 des Verbindungsmittels 17 durchsetzt,
sodaß sich jedes
der Formelementenpaare 15, 16 eines jeden Formkörperpaares 8 in
einer im wesentlichen horizontalen Ebene relativ zu dem jeweils
benachbarten Formelementenpaar 15, 16 bzw einer
Gruppe von benachbarten Formelementenpaaren 15, 16 des
jeweiligen Formkörperpaares 8 bewegen
läßt. Gleichzeitig
werden die Formelemente 15, 16 in vertikaler Richtung
fixiert.
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Um
die Formelementenpaare 15, 16 innerhalb einer
im wesentlichen horizontalen, quer zu den Anlageflächen 13, 14 verlaufenden
Ebene zu bewegen, kann für
sämtliche
Formelementenpaare 8 ein Positionierantrieb 23 vorgesehen
sein, der als Druckluftzylinder ausgebildet ist, dessen Gehäuse 24 am Träger 3 befestigt
ist, und dessen Kolbenstange 25 an der Innenseite der Formelemente 16 der
Formkörper 9 angreift.
Die Kolbenstange 25 und damit die Formelementenpaare 15, 16 bewegen
sich daher innerhalb einer horizontalen Ebene quer zu den Anlageflächen 13, 14.
Diese Bewegungsrichtung ist in 3 mit "X2" gekennzeichnet.
Sofern es aufgrund der Form der herzustellenden Nähte erforderlich
ist, kann entweder jedem der Formkörperpaare 8 oder es kann
Gruppen von Formkörperpaaren 8 jeweils
ein Positionierantrieb 23a, 23b, 23c usw.
zugeordnet sein.
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Die
Zuschnitte Z1, Z2 werden mit sich überlappenden Randzonen flach
an die im wesentlichen vertikal gerichteten Anlageflächen 13, 14 angelegt und
an diesen anliegend miteinander verbunden. Zur Befestigung der Zuschnitte
Z1, Z2 an den Anlageflächen 13, 14 der
Formkörper 9, 11 sind
an den Formelementen 15, 16 Halteelemente für die Zuschnitte
Z1, Z2 vorgesehen, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel von über die
Anlageflächen 13, 14 verteilt
angeordneten Nadeln 27 gebildet sind. Selbstverständlich können anstelle
der Nadeln 27 auch andere Halteelemente, wie beispielsweise
Saugnäpfe
oder Klammern oder hierzu funktionsähnliche Hilfsmittel verwendet
werden. Um während
der Nahtbildung die Position der Zuschnitte Z1, Z2 zu zusätzlich zu
sichern, können
den Formkörpern 9, 11 außerhalb
des Bereiches der Nahtbildung entsprechende leicht verformbare,
beispielsweise aus Schaumstoff gebildete Gegenlagen 28, 29 zugeordnet
werden, deren Form durch geringe Druckeinwirkung an die Form der
Anlageflächen 13, 14 anpaßbar ist.
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Da
sich die Zuschnitte Z1, Z2 im Bereich ihrer Randzonen an den Anlageflächen 13, 14 anliegend
zumindest teilweise überlappen,
die Nahtbildung aber bei abgewinkelten Randzonen der Zuschnitte
Z1, Z2 erfolgt, ist es erforderlich, die Randzonen der Zuschnitte
Z1, Z2 vor dem Nähvorgang
im wesentlichen rechtwinklig zum übrigen Bereich der Zuschnitte
Z1, Z2 abzuwinkeln.
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Hierzu
dient das vorerwähnte
Faltschwert 12, das zwischen den beiden Formkörpern 9, 11 angeordnet
und mittels eines Positionierantriebes 26 innerhalb einer
im wesentlichen vertikal gerichteten Ebene von seiner hinter der
Ebene der Anlageflächen 13, 14 gelegenen
Ruhestellung in eine gegenüber
diesen hervortretende Wirkposition überführbar ist. Diese Bewegungsrichtung
ist in 4 mit "X3" gekennzeichnet.
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Der
beim gezeigten Ausführungsbeispiel ebenfalls
als Druckluftzylinder ausgebildete Positionierantrieb 26 weist
eine am Formkörper 9 befestigte Kolbenstange 31 auf,
die als Führung
für das
Gehäuse 32 des
Positionierantriebes 26 dient, das seinerseits unmittelbar
am Faltschwert 12 angreift. Hierdurch bewegt sich beim
Beaufschlagen des Druckluftzylinders dessen Gehäuse 32 entlang der
als Führung
dienenden Kolbenstange 31, wodurch sich das Faltschwert 12 in
der mit "X3" gekennzeichneten Richtung
bewegt.
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Obwohl
die gegenseitige Relativlage der einzelnen Formelemente 15, 16 mittels
des Positionierantriebes 23 an die jeweilige Form der herzustellenden
Naht angepaßt
wird, ergibt sich für
den Hub des Gehäuses 32 des
Positionierantriebes 26 dadurch, daß beim Bewegen der Formelemente 15, 16 der Formkörper 9, 11 die
Kolbenstange 31 und das Gehäuse 32 gemeinsam mitbewegt
werden, für
das Faltschwert 12 stets der gleiche Betrag. Damit weisen
auch die gegenüber
den Zuschnitten Z1, Z2 abgewinkelten Randzonen derselben stets die
gleiche Breite auf.
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Die
Kolbenstange 25 des Positionierantriebes 23 und
das Gehäuse 32 des
Positionierantriebes 26 bewegen sich daher innerhalb jeweils
einer senkrechten Ebene, die jeweils parallel zur Ebene des jeweiligen
Trägers 3 verläuft.
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Da
die herzustellenden dreidimensional verlaufenden Nähte in der
Bewegungsrichtung "X2" der Formelemente 15, 16 voneinander
abweichen können,
letztere demzufolge der Form der Nähte entsprechend unterschiedlich
weit in der Richtung "X2" aus ihrer "Null-Lage" bewegt werden müssen, die Breite
der Randzonen hierbei aber unverändert
bleiben soll, ist es erforderlich, die Größe der Bewegung des Faltschwertes 12 in
der Richtung "X3" bereichsweise an
die herzustellende Nahtform anpassen zu können.
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Hierzu
kann das Faltschwert 12 in die erforderliche Anzahl von
Einzelschwerten 12a, 12b, 12c usw unterteilt
sein, wobei jedem der Einzelschwerte 12a, 12b, 12c usw
oder Gruppen von Einzelschwerten 12a, 12b, 12c usw
jeweils ein eigener Positionierantrieb 26a, 26b, 26c zugeordnet
sein kann. Das Faltschwert 12 bzw die Einzelschwerte 12a, 12b, 12c usw
können
in einer ersten Ausführungsform
mit dem Träger 3 derart
verbunden sein, daß von
der Bewegung des Positionierantriebes 26 bzw der Positionierantriebe 26a, 26b, 26 eine
Parallelverschiebung des Faltschwertes 12 bzw der Faltschwerte 12a, 12b, 12c usw
abgeleitet wird, sodaß entweder
das Faltschwert 12 allein oder Gruppen der Einzelschwerte 12a, 12b, 12c usw
durch Parallelverschiebung von ihrer hinter den Anlageflächen 13, 14 gelegenen
Ruhestellung in die in 4 gezeigte Wirkstellung bewegt
werden.
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In
einer weiteren Ausführungsform
des Erfindungsgegenstandes können
das Faltschwert 12 oder die Gruppen der Einzelschwerte 12a, 12b, 12c jeweils
schwenkbar gelagert sein. Hierzu sind das Faltschwert 12 bzw
die Einzelschwerte 12a, 12b, 12c an ihrem
jeweiligen unteren Ende auf je einer am Träger 3 befestigten
Achse 33 angeordnet und führen durch die Bewegung des
Gehäuses 32 des
Positionierantriebes 26 bzw der Positionierantriebe 26a, 26b, 26c eine
Schwenkbewegung um die Achse 33 aus, an deren Ende sie
eine Schräglage
zum Träger 3 einnehmen.
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Jedem
der Positionierantriebe 23 und 26 kann entweder
je eine eigene Steuereinrichtung oder beiden Positionierantrieben 23 und 26 kann
eine gemeinsame Steuereinrichtung zugeordnet sein, die gegebenenfalls
wie die Steuereinrichtung für
die Positionierantriebe 3 von einer gemeinsamen Datenverarbeitungseinrichtung
ansteuerbar sind.
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Sofern
die herzustellende Naht neben ihrem in der Ebene des Faltschwertes
räumlichen
Verlauf zusätzlich
innerhalb einer zur vorgenannten Ebene senkrecht und damit parallel
zur Ebene der Zuschnitte verlaufenden Ebene gekrümmt verlaufen soll, wird der
aus einem elastischen Material -beispielsweise aus Federstahl- gebildete
Träger 3 in
Bezug auf die 1, 2 bis 4 sowie 7 und 8 in
der Richtung "Y" elastisch verformt.
Dies wird im Grund dadurch erreicht, daß der an seinem unteren Ende 3 mit
dem Schlitten 5 fest verbundene Träger 3 im Bereich seines
oberen freien Endes aus seiner vertikalen Ebene in der durch "Y" gekennzeichneten Richtung ausgelenkt
wird und dabei die in 9 gezeigte Form einnimmt. Da
sowohl die Formkörperpaare 8 und
damit die Formkörper 9, 11 mit
ihren Formelementen 15, 16, als auch das Faltschwert 12 bzw
die Einzelschwerte 12a, 12b, 12c usw
mit den zugehörigen
Positionierantrieben 23 und 26 bzw 23a, 23b, 23c,
usw und 26a, 26b, 26c mittelbar oder
unmittelbar am Träger 3 befestigt
sind, ändert
sich durch diese Verformung des Trägers 3 deren Relativlage
zum Träger 3 nicht,
sodaß alle
diesbezogenen Einstellungen unabhängig vom Ausmaß der Krümmung des Trägers 3 erhalten
bleiben.
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Zur
Erzielung der Krümmung
des Trägers 3 sind
an diesem in bestimmten Abständen
starr mit diesem verbundene Querstege 35 vorgesehen, wobei
der untere Quersteg 35 mit dem jeweiligen Schlitten 5 der
Verschiebeein heit 2 fest verbunden ist. Zwischen diesem
und dem nächstfolgenden
Quersteg 35 sowie zwischen jeweils 2 aufeinander
folgenden Querstegen 35 ist jeweils eine Gewindestange 36 angeordnet,
die gelenkig mit den Querstegen 35 verbunden ist. Auf der
Gewindestange 36 ist eine als Verstellmittel dienende Gewindemutter 37 angeordnet,
bei deren Verdrehung der Abstand zwischen den jeweiligen Querstegen 35 spannschloßartig unter Krümmung des
Trägers 3 verkürzt wird.
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Da
der Verfahrensablauf an allen Arbeitsstationen A, B und C jeweils
der gleiche ist, wird nachstehend nur auf den Verfahrensablauf an
einer Arbeitsstation Bezug genommen, wobei hinsichtlich der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens davon
ausgegangen wird, daß sich
sowohl die Schlitten 5, als auch die Formkörperpaare 8 mit
ihren jeweiligen Formkörpern 9, 11 sowie
den Formelementen 15, 16, die Faltschwerte 12 mit
ihren Einzelschwerten 12a, 12b, 12c und
die Positionierantriebe 3, 23 und 26 in
ihrer jeweiligen Ausgangsstellung befinden, in der die Schlitten 5 so
weit zur Mitte der Grundplatte 1 bewegt sind, daß die die
Formkörperpaare 8 in
dieser Lage der 3 Arbeitsstationen umgreifende Hüllkurve
kleiner ist als die die Formkörperpaare 8 in
deren Nähposition
umgreifende Hüllkurve.
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In
der Ausgangslage der Formkörper 9, 11 liegen
deren Formelemente 15, 16 sandwichartig deckungsgleich
mit etwas Abstand übereinnander,
sodaß eine
den Scheitelbereich der Formelemente 15, 16 verbindende
Linie geradlinig verläuft,
sodaß eine sich
entlang dieser Geraden an den Randzonen der Zuschnitte Z1, Z2 bewegende
Nähmaschine
eine ebene Naht erzeugen würde.
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Vor
dem Anlegen der Zuschnitte Z1, Z2 ein die Anlageflächen 13, 14 wird
daher die Lage der Formelemente 15, 16 an die
Form der jeweils herzustellenden dreidimensionalen Naht angepaßt, d.h. die
Relativlage der Formelemente 15, 16 der Formkörper 9, 11 der
Formkörperpaare 8 wird
so positioniert, daß die
Verbindungslinie an die Formelemente 15, 16 der
Formkörper 9, 11 im
Scheitelbereich der Anlagefächen 13, 14 der
Form der herzustellenden Naht entspricht.
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Zur
Erzielung dieser Relativlagen der Formelemente 15, 16 werden
die Formelemente 16, durch den Positionierantrieb 23 bzw
die Positionieran triebe 23a, 23b, 23c usw
ausgehend von ihrer Ausgangslage gemäß 2 in Richtung
des Pfeiles "X2" bewegt. Da die Formelemente 15 einerseits
(zumindest in Abständen)
in horizontaler Ebene durch die Verbindungsstücke 21 und andererseits
durch die Verbindungsmittel 17 bewegungsmäßig mit
den Formelementen 16 verbunden sind, werden die Formelemente 15 synchron
mit den Formelementen 16 mitbewegt, wobei die Drahtpaare 18, 19 in
horizontaler Richtung aus ihrem im wesentlichen zunächst senkrechten
Verlauf ausgelenkt werden. Die mit den jeweiligen Formelementen 15 verbundene(n)
Kolbenstange(n) 31 des Positionierantriebes 26 bzw
der Positionierantriebe 26a, 26b, 26c nehmen
zusammen mit dem jeweiligen Gehäuse 32 und
dem damit verbundenen Faltschwert 12 an der Bewegung der
Formelemente 15, 16 in der Richtung "X2" teil, sodaß sich die
Relativlage des Faltschwertes 12 bzw der Einzelschwerte 12a, 12b, 12c usw
zu den Formelementen 15, 16 während deren Bewegung nicht ändert, und
das Faltschwert 12 bzw die Einzelschwerte 12a, 12b, 12c usw
sich noch immer hinter den Anlagefächen 13, 14 befinden.
Diese Situation ist in 3 schematisch dargestellt.
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In
dieser Position der Formelemente 15, 16 und des
Faltschwertes 12 werden die Zuschnitte Z1, Z2 an die Anlagefächen 13, 14 der
Formkörper
angelegt, wobei sich deren einander gegenüberliegende Randzonen teilweise überlappen
und den Spalt zwischen den Formkörpern 9, 11 überdecken.
In dieser Situation werden das Faltschwert 12/die Einzelschwerte 12a, 12b, 12c usw
durch den Positionierantrieb 26 bzw die Positionierantriebe 26a, 26b, 26c in der
mit "X3" gekennzeichneten
Richtung bewegt und nehmen am Ende dieser Bewegung die in 4 gezeigte
Lage ein, in der die Randzonen der Zuschnitte Z1, Z2 im wesentlichen
senkrecht zur übrigen
Fläche der
Zuschnitte Z1, Z2 abgewinkelt sind und das Faltschwert 12 bzw
die Faltschwerte 12a, 12b, 12c sich zwischen
den Randzonen der Zuschnitte befinden. Die Bewegung des Faltschwertes 12 bzw
der Einzelschwerte 12a, 12b, 12c usw
kann dabei in der Weise erfolgen, daß das Faltschwert 12 bzw
die Einzelschwerte 12a, 12b, 12c usw
entweder parallel zu sich selbst verschoben werden, oder das Faltschwert 12 bzw
die Einzelschwerte 12a, 12b, 12c usw
jeweils um die Achse 33 verschwenkt werden.
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Nachdem
die Zuschnitte Z1, Z2 durch die Nadeln 27 und die Gegenlagen 28, 29 gehalten
werden und das Faltschwert 12 bzw die Faltschwerte 12a, 12b, 12c aus
dem Bereich der Randzonen der Zuschnitte Z1, Z2 zuzrück gezogen
sind, kann die eigentliche Herstellung der Naht beginnen. Hierzu kann
beispielsweise eine am Arm eines Roboters befestigte Nähmaschine
bzw ein daran befestigter Nähkopf
dienen, der mittels des Roboters an den zur Ebene der Zuschnitte
abgewinkelten Randzonen entlang geführt wird und innerhalb dieser
Randzonen eine die Zuschnitte miteinander verbindende Naht bildet,
so wie dies beispielsweise in der WO 92/13986 dargestellt ist.
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Die
auf diese Weise gebildete Naht kann entsprechend den an sie gestellten
Anforderungen eine ein- oder mehrfädige Kettenstichnaht oder eine
Doppelsteppstichnaht oder eine Safetystichnaht sein.
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Nach
Fertigstellung der jeweiligen Nähte werden
die Formköperpaare 8 durch
die Positionierantriebe 6 zum Mittenbereich der Grundplatte 1 zurück bewegt,
in der die Hüllkurve
um die Formköperpaare 8 aller
Arbeitsstationen kleiner ist, als die Hüllkurve um die Formköperpaare 8 in
ihrer Nähposition. Damit
können,
da die Formköperpaare 8 und
die damit verbundenen Einrichtungen alle am jeweiligen Träger 3 befestigt
sind und diese ihrerseits auschließlich in ihrem unteren Bereich
mit den Verschiebeeinrichtungen 2 verbunden sind, selbst
röhrenförmige Werkstücke relativ
einfach den Anlageflächen 13, 14 entnommen
werden.
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Vermerkt
sei, daß die
erfindungsgemäße Einrichtung
selbstverständlich
auch geeignet ist, Zuschnitte von Bekleidungsstücken mit dreidimensional geformten
Nähten
herzustellen, die gegebenenfalls in einer weiteren Ebene gekrümmt verlaufen.