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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Falt- und Übergabevorrichtung für eine Nähmaschine,
sowie ein Verfahren zum Falten von biegeschlaffen und insbesondere
textilen Materialien. Dabei werden im Rahmen der Beschreibung der
vorliegenden Erfindung mit dem Begriff "biegeschlaff" Materialien bezeichnet, die im Wesentlichen
nur auf Zug beansprucht und gefördert
werden können,
weil in ihnen nahezu kein Biegemoment wirken kann. So sind beispielsweise
Gurtmaterialien wesentliche Vertreter einer Materialgruppe mit dieser
Eigenschaft.
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In
Nähvorrichtung
bzw. nähtechnischen
Automaten werden häufig
Endbereiche von textilen Materialien umgefaltet und vernäht. Für eine Positionierung
einer Faltung sind Faltvorrichtungen mit mindestens einem Faltschwert
und einem beweglichen Falter bekannt, aus denen heraus ein definiert
gefaltetes Nähgut
an eine Nähmaschine übergeben
wird. Dazu wird das Nähgut
durch den Falter über
das Faltschwert umgelegt und mittels des Falters solange niedergedrückt, bis
eine Nähklammer
aufgesetzt wird, um einen zu vernähenden Bereich zu fixieren. Erst
nach dieser Übergabe
erfolgt in einer bekannten Vorrichtung der Einsatz einer Nähmaschine.
Derartige Verfahrensschritte findet im Bereich der Heimtextilfertigung,
der Fertigung von Sicherheits- und Lastengurten, aber auch außerhalb
der textilen Materialien beispielsweise bei der Lederverarbeitung
und vielen anderen Anwendungen mit biegeschlaffen Materialien statt.
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Ohne
Beschränkung
der Erfindung wird nachfolgend als Beispiel nur eine Fertigung von
textilen Bodenwischern betrachtet: Bei einer Herstellung von Bodenwischern
wird nach der Bearbeitung beider Längsseiten in einem Linienprozess
ein endloser textiler Strang beispielsweise durch Einlegen und Fixieren
von Labeln zum Ausbilden von Taschen und/oder zur Kennzeichnung
vorverarbeitet. Dieser Strang wird dann in einzelne Abschnitte definierter Länge geschnitten.
Die Enden dieser einzelnen Abschnitte werden in einem anschließenden Schritt
mit der Hilfe eines Falters um ein Faltschwert gefaltet und an einen
Nähapparat übergeben,
wo sie durch eine Nähklammer
fixiert werden. Die Nähklammer
fixiert den gefalteten Abschnitt und definiert durch eine Umrahmung
zugleich einen zum Vernähen
durch eine Nähnadel
des Nähapparates
vorgesehenen Bereich des Nähgutes.
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In
den Fällen,
in denen die Faltung nur sehr klein sein soll, d.h. die Naht sehr
nahe am Rand des zu fertigenden Teils liegen soll, kommt es zu einem Platzproblem
zwischen dem Falter und der Nähklammer.
Verlegt man den Druckpunkt des Falters weiter nach außen zu dem
Biegerand bzw. der Faltkante des textilen Abschnitts hin, so kommt
der Falter auf dem Radius des gefalteten Abschnitts zum liegen. Diese
Situation führt
in der Regel bis zur Fertigstellung einer Naht häufig zu einem Verrutschen der
miteinander zu vernähenden
Bereiche des Abschnitts in der Aufspannung bzw. im Bereich der Nähklammer. Hiermit
sind die heute geforderten Produkttoleranzen von bis zu 1 mm nicht
mehr sicher einzuhalten. Teilweise öffnet sich auch die Faltung
des textilen Abschnitts, bevor die Faltung korrekt vernäht werden konnte.
Ein Nähergebnis
ist damit mangelhaft. Das betreffende Nähgut ist dann Ausschuss und
nicht mehr verwertbar.
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Ein
umgefalteter Bereich eines textilen Abschnitts stellt in der Regel
einen Verlust an Material dar, der schon zur Einsparung an textilem
Material möglichst
gering gehalten werden soll. Schon aus Kostengründen treten daher in der praktischen
Anwendung sehr klein bemessene Faltungen und die damit verbundenen
und vorstehend nur grob angedeuteten Probleme in der Produktion
immer häufiger auf.
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Es
ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nähvorrichtung
und ein Verfahren mit verbesserter Zuverlässigkeit zu schaffen.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Eine
erfindungsgemäße Vorrichtung
zeichnet sich demnach dadurch aus, dass sie einen Falter mit kammartigem
Falt-, Drück-
bzw. Haltebereich und zu einer Drückkante dieses Bereichs hin
offen auslaufenden Zinken sowie eine Nähklammer mit einem kammartigen
Abschnitt umfasst, der zum kämmenden
Eingriff in den kammartigen Bereich des Falters ausgebildet ist.
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Damit
wird erfindungsgemäß erreicht,
dass der Falter und die Nähklammer
im Gegensatz zum Stand der Technik nicht länger auf engstem Raum hart
aneinander angrenzend arbeiten, sondern dass sie den Bereich einer
Faltung des Nähgutes
miteinander kollisionsfrei dadurch teilen, dass ein Teil der Nähklammer
kämmend
in den Falter eingreifend abgesenkt wird. Der kammartig ausgebildete
Teil der Nähklammer
durchdringt den Falter dabei im Bereich von Zinken, ohne dass dabei
die Bewegungs- oder Funktionsfähigkeit
eines der beiden Elemente beeinträchtigt würde. So kann der Falter nach
Aufsetzen der Nähklammer
auch entfernt werden, ohne die Fixierung des Nähgutes durch die Nähklammer
zu beeinträchtigen.
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In
einer vorteilhaften Ausführungsform
der Erfindung ist ein Abschnitt der Zinken des Falters oberhalb
einer Oberfläche
des Nähgutes
und parallel hierzu verlaufend ausgerichtet. Durch diese konstruktive
Maßnahme
wird ein konstruktiv einstellba rer, weiter Bereich vorgegeben, in
dem ein kammartiger Abschnitt der Nähklammer in den Falter eingreifen
kann. So kann eine Halteposition des Falters sehr viel weiter in
die Nähe
einer geplanten Naht verlegt werden, als dies bislang möglich war.
Damit wird eine höhere
Positionsgenauigkeit beim Falten und zudem beim Herausschieben bzw.
Ziehen eines Faltschwertes eine geringe Verschiebung des gefalteten
und zum Vernähen
vorfixierte Nähgutes
erzielt.
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Zudem
zeichnen sich die Zinken des Falters in einer Ausführungsform
der Erfindung durch eine gewisse Federelastizität aus, die nach Materialauswahl
und gefertigter Zinkenlänge
auch für
einen Niveau-Ausgleich bei unterschiedlichen Materialstärken des
Nähgutes
verwendet wird. Damit ist es auch in gewissen Grenzen möglich, auch
unterschiedliche Qualitäten
und/oder Dicken von biegeschlaffen Materialien ohne Anpassung der
Einstellungen in einer erfindungsgemäßen Falt- und Übergabevorrichtung
zu verarbeiten.
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In
einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung sind
die Zinken des Falters an Ihren freien Enden ellipsen- oder kugelartig
abgerundet und weisen entsprechende Verdickungen auf. Diese Ausführung der
Enden der Zinken eignen sich besser zum Falten entlang flauschigen
Materials als dies von bekannten Faltern mit geraden Kanten her bekannt
ist. Bei Schlaufenmaterial, das insbesondere bei der Herstellung
von verschiedenen Bodenwischern Schlaufenlängen von mehreren Zentimetern Länge aufweisen
kann, sind diese in mindestens einer Ebene ellipsenartig ausgebildeten
Verdickungen so bemessen, dass sich die Schlaufen beim Faltvorgang
nicht in die Zinken einfädeln
und/oder einhaken können.
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Da
nun aufgrund der neuartigen kammartigen Struktur des Falters Anpressdrücke jeweils
auf Punkte konzentriert werden und damit Flächenpressungen auch bei flauschigem
Material ermöglicht werden,
wird das Nähgut
durch einen solchen Falter auch wesentlich besser in Position gehalten.
Ferner haben in bekannten Vorrichtungen unterschiedliche Ausrichtungen
in der Faserrichtung bei Faltern mit einfacher Abstreifkante zu
unterschiedlich großen Verschiebungen
hinsichtlich einer endgültigen
Produktposition geführt.
Dieser Einfluss wird bei der Verwendung von kugelartig abgerundeten
Fertigungen an den Enden der Zinken eines erfindungsgemäßen Falters
minimiert.
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Vorteilhafterweise
ist der kammartige Abschnitt der Nähklammer im Wesentlichen senkrecht zu
der Oberfläche
des Nähgutes
ausgerichtet. Hinsichtlich des durch die Nähklammer definierten Nähbereiches,
der durch eine fensterartige Öffnung
der Nähklammer
festgelegt ist, wird durch dieses Merkmal bei mechanisch sicherer
Fixierung ein Freiraum zum Verfahren einer Nähnadel während des Nähvorganges gegenüber bekannten
Vorrichtungen erheblich vergrößert.
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Weiter
wird in einer Ausführungsform
der Erfindung der kammartige Abschnitt der Nähklammer und/oder der kammartige
Bereich des Falters einer Oberflächenkontur
des Nähgutes
angepasst ausgebildet. So kann beispielsweise durch unterschiedlich lange
Zinken eines Bauteils oder der beiden Bauteile auch bei mindestens
abschnittsweise mehrlagig liegendem Nähgut ein Anpressdruck eingestellt
werden, der bei jeder Zinke ungefähr gleich groß ist. Damit
wird eine stets zuverlässige
Fixierung des Nähgutes
erzielt.
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Wie
bereits eingangs betont, so wird durch eine Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung erreicht, dass die Bewegungs- und Funktionsfähigkeit jedes der beiden Elemente,
Falter und Nähklammer,
trotz eines Ineinandergreifens unbeeinträchtigt sind. Daher wird in
einem bevorzugten Verfahren bei optimier ter Platznutzung an der
Faltung eines biegeschlaffen Materials der Falter nach Absenken
der Nähklammer
vom Nähgut
entfernt, beispielsweise durch leichtes Anheben und Herausziehen
parallel zu den Zinken des Falters.
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Auch
wenn ein zu verarbeitendes Gut im Rahmen dieser Offenbarung der
Erfindung durchgehend als Nähgut
bezeichnet wird, so ist hierin keine Beschränkung zu sehen. Eine Fixierung
kann anstelle durch Nähen
auch durch Ultraschallschweißen o.ä. durchgeführt werden.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter Bezug
auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen:
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1a bis 1e:
perspektivisch dargestellte Momentaufnahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens
unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Falters sowie eines erfindungsgemäßen kammartigen
Abschnitts einer Nähklammer;
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2a:
eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
eines Falters;
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2b:
eine Draufsicht auf den Falter von 2a mit
darunter angedeutetem gefalteten Nähgut;
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2c:
eine perspektivische Darstellung einer weiteren Ausführungsform
eines kammartigen Abschnittes einer Nähklammer;
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3:
eine vergrößerte Darstellung
eines Schnittes in der Ebene A0–A1 von 1d und
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4a bis 4e:
perspektivische Darstellungen eines bekannten Verfahrens und einer
bekannten Vorrichtung analog der Figurenfolge von 1a bis 1e.
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Nachfolgend
werden über
die Zeichnungen hinweg einheitlich gleiche Begriffe und Bezugszeichen
für gleichartige
Elemente und Verfahrensschritte verwendet.
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Die
Folge der 4a bis 4e zeigt
ein bekanntes Verfahren, nach dem ein textiles Bandmaterial zur
Herstellung eines Bodenwischers in einer Vorrichtung 1 verarbeitet
wird. Dieses textile Material weist eine sehr flauschige Oberfläche auf
und ist deswegen in der maschinellen Handhabung stets kritisch.
In dem bekannten Herstellprozess ist das textile Nähgut 2 an
seinen Längskanten 3 in
Vorbereitungsschritten, die hier nicht weiter dargestellt sind, bereits
nach innen umgeschlagen und fixiert worden. Auch sind an dem nicht
flauschig ausgebildeten späteren
Innenbereich des Bodenwischers Taschen 5 durch Einlegen
und Vernähen
von Gewebeabschnitten 4 vorbereitet worden, in die später beim
Einsatz des Bodenwischers Arme eines Wischerstabes unter Spannung
rastend eingreifen. Nun werden diese Taschen 5 an einer
offenen Stirnseite 6 des textilen Bandmaterials 2 einseitig
geschlossen, indem das Nähgut 2 um
ein definiertes Maß für ein nachfolgendes
Vernähen
umgeschlagen wird.
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Hierzu
wird ein definierter Abschnitt 7 des Nähgutes 2 auf einem
nicht weiter dargestellten Tisch vorgeschoben. Es wird ein Faltschwert 8 auf das
Nähgut 2 aufgelegt,
während
ein wesentlicher Teil des Abschnitts 7 auf einem beweglichen
Falter 9 ruht. Diese Position ist in 4a als
dreidimensionale Prinzipskizze dargestellt.
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Durch
ein durch Pfeil P1 angedeutetes Anheben des an einem freien Ende
leicht abgekanteten Falters 9 wird der Abschnitt 7 nun
gemäß 4b und 4c um
das Faltschwert 8 angelegt. Nach einem Verschieben des
Falters 9 entlang Pfeil P2 und Absenken nach Pfeil P3 ist
das Faltschwert 8 im vorliegenden Beispielfall schließlich komplett
umschlossen, siehe 4d. Hierzu sind Breite und Höhe des Faltschwerts 8 und
die Länge
des Abschnitts 7 unter Berücksichtigung einer Höhe h des
Nähgutes 2 entsprechend
aufeinander abgestimmt worden.
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Nach
dem Herausziehen des Faltschwertes 8 entlang Pfeil P4 wird
in 4e nun eine rahmenförmige Nähklammer 10 zum Fixieren
des definiert gefalteten Nähgutes 2 entlang
Pfeil P5 aufgesetzt. Das erfolgt im vorliegenden Fall im Zuge eines
Transportschrittes T des vorbereiteten Nähguts 2 unter eine nicht
weiter dargestellte Nähmaschine
beim Übergang
von 4d nach 4e.
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An
dieser Stelle kommt es nun erkennbar zu einem Platzproblem zwischen
einem Drückkante 11 des
Falters 9 und einem Abschnitt 12 der Nähklammer 10:
Der Druckpunkt der Drückkante 11 muss auch
bei klein bemessenen Faltungen ausreichend weit von einem Biegerand 13 der
Faltung entfernt liegen, um eine korrekte Faltung sicherstellen
zu können.
Andererseits definiert der Abschnitt 12 der Nähklammer 10 eine
Grenze, bis zu der anschließend
genäht
werden kann. Da maßhaltig
in einem Bereich von +/– 1
mm gefaltet und die gebildete Faltung des Nähgutes 2 zudem selbstverständlich auch
zuverlässig
genäht
werden muss, ist in bekannten Verfahren mit dem angedeuteten Zielkonflikt
nur ein Kompromiss dahingehend möglich,
dass die Länge
des Abschnitts 7 vergrößert und
damit der Umschlag selber verlängert werden
muss. Damit wird aber am Ende auch von dem textilem Material mehr
eingesetzt, was den Stückpreis
je Bodenwischer erhöht.
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Abhilfe
wird nun durch ein erfindungsgemäßes Verfahren
geleistet, das in einem Ausführungsbeispiel
in der Figurenfolge von 1a bis 1e dargestellt
ist. In einem ersten Schritt wird das Nähgut 2 in gleicher
Weise zugeführt,
wie in 4a dargestellt. Die Vorrichtung
weist nun in Abweichung zu dem vorstehend beschriebenen Stand der
Technik einen Falter 9 mit einer kammartig ausgebildeten Falt-,
Halte- bzw. Drückkante 11 auf,
wie in der Ansicht von 1a zu sehen ist. Diese kammartig
ausgebildete Drückkante 11 weist
zu einen freien Ende hin offen auslaufende Zinken 14 auf.
Die eigentliche Kante 11 ist damit also zugunsten einer
Punkt-Struktur aufgelöst
worden.
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Die
Zinken 14 weisen an ihren freien Enden kugelartig abgerundete
Verdickungen 15 auf. Diese Verdickungen 15 verhindern
u.a. ein Einfädeln
der Enden der Zinken 14 in den Flausch bzw. Schlaufen des
Textils 2. Dabei läuft
das Verfahren in den ersten Schritten so ab, wie aus dem Stand der
Technik bekannt: Nach dem nicht weiter dargestellten Einführen des
Nähgutes 2 in
die Vorrichtung 1 wird der Falter 9 entlang dem
Pfeil P1 angehoben. 1a entspricht soweit der Abbildung
von 4c. im nächsten
Schritt wird der Falter 9 zum Schließen des Abschnitts 7 um das
Faltschwert 8 herum entlang Pfeil P2 verfahren und dann
abgesenkt, wie mit Pfeil P3 in 1b angedeutet.
Beim Verfahren des so vorbereiteten Nähgutes 2 zu einer
Nähstation
wird das Faltschwert 8 im Rahmen des Transportschritts
T entlang Pfeil P4 entfernt. Die Verdickungen 15 bewirken
während
dieser Bewegung punktförmige
Pressungen des Textils 2, so dass ein insgesamt sicherer
Halt des definiert umgefalteten Textils 2 gegen jede Art
von Verrutschen erzielt wird.
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Im
Bereich der nicht weiter dargestellten Nähstation angekommen senkt sich
in 1c ein kammartiges Abschnitt 17 einer
neuartig ausgebildeten Nähklammer 10 entlang
Pfeil P5 ab, 1c. Dabei fahren zinkenartige
Greifarme 18 des kammartigen Abschnitts 17 in
Freiräume 19 zwischen
den Zinken 14 des Falters 9 kämmend ein.
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Ausnehmungen 20 in
dem kammartigen Abschnitt 17 der Nähklammer 10 sind so
bemessen, dass der Falter 9 auch nach vollständigem Absenken auf
das Nähgut 2 entlang
Pfeil P6 noch angehoben und entlang Pfeil P7 entfernt werden kann,
siehe 1d. Damit verbleibt die Nähklammer 10 auf
dem vorbereiteten Nähgut 2 in
einer Position sehr nahe des Biegerandes 13 der Faltung,
die gerade bei engen Faltungen und/oder flauschigerem Textil nach dem
Stand der Technik nicht mit für
eine störungsarme
Produktion ausreichender Sicherheit erreicht worden wäre. Bei
gesenktem Einsatz an textilem Material kann nun in bekannter Weise
die Tasche 5 durch Vernähen
innerhalb der gestrichelt dargestellten rahmenförmigen Nähklammer 10 endseitig
geschlossen werden.
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2a verdeutlich
in einer perspektivischen Darstellung einer weiteren Ausführungsform
eines Falters 9 dessen prinzipiellen Aufbau. Gegenüber dem
lediglich in einem Endbereich abgekanteten bekannten Falterblech
weist ein Falter 9 nun einzelne Zinken 14 auf,
die klar voneinander getrennt sind. Freiräume 19 zwischen den
Zinken 14 des Falters 9 sind den Besonderheiten
eines jeweils zu verarbeitenden Nähgutes 2 angepasst
ausgebildet. 2b zeigt diese Anpassung an
den vorliegenden Anwendungsfall bei der Fertigung von Bodenwischern
in einer Draufsicht auf den Falter 9 von 2a mit
darunter an gedeutetem gefalteten Nähgut 2. Man erkennt hier
die unterschiedlichen senkrechte Länge und Formgebungen der in
diesem Ausführungsbeispiel nur
wenig abgerundeten Enden der Zinken 14 mit Freiräumen 19 veränderlicher
Weite zwischen den Zinken 14 des Falters 9. Hierdurch
wird sichergestellt, dass auch eine sich beim Falten bildende Wulst der
Seitenränder 3 sicher
gehalten und mit gleichem Druck durch den Falter 9 aufschlagt
wird, wie andere Bereiche des Nähgutes 2.
Durch unterschiedlich lange Zinken ist auch bei mindestens abschnittsweise mehrlagig
liegendem Nähgut
ein Anpressdruck eingestellt, der bei jeder Zinke ungefähr gleich
groß ist.
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Durch
ihre Länge
weisen die Zinken 14 auch eine gewisse Federelastizität auf. Diese
Federelastizität
wird in anderen Ausführungsformen
gezielt als zusätzlicher
Niveau-Ausgleich genutzt. Damit ist beispielsweise ein Ausgleich
bei Einsatz unterschiedlichen Materialstärken von Nähgut 2 ohne Werkzeugwechsel
und/oder Anpassung von Einstellungen in der Vorrichtung 1 möglich.
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Perspektivisch
zu der Abbildung von 2a passend ist in 2c eine
dreidimensionale Darstellung einer Ausführungsform eines kammartigen
Abschnittes 17 einer Nähklammer 10 widergegeben. Auch
hier sind zinkenartige Greifarme 18 vorgesehen, die durch
Ausnehmungen 20 voneinander beabstandet sind.
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Das
in Rahmen der Beschreibung zu der Figurenfolge von 1a bis 1e beschriebene
Zusammenspiel von Falter 9 und Nähklammer 10 ist in 3 als
vergrößerte Darstellung
eines erweiterten Schnittes in der Ebene A-A von 1d gezeigt.
Entlang der Pfeile P5 ist die Nähklammer 10 auf
das Nähgut 2 abgesenkt
worden, wobei der kammartige Abschnitt 17 nun in dem Bereich
positioniert werden kann, der noch durch den Falter 9 besetzt
ist. Hierzu greifen die zinkenartige Greifarme 18 durch
die Freiräume 19 zwischen
den Zinken 14 des Falters 9 hindurch nahe des
Biegerandes 13 sicher auf das Nähgut 2. Ein Abschnitt
der Zinken des Falters ist oberhalb einer Oberfläche des Nähgutes 2 parallel
hierzu verlaufend ausgerichtet. Damit geben die Freiräume 19 der
Nähklammer 10 Spielraum
zur Einstellung der Positionierung der Nähklammer 10 relativ
zum Biegerand 13 des Nähgutes 2.
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Die
Ausnehmungen 20 des kammartigen Abschnitts 17 der
Nähklammer 10 geben
dem Falter 9 zum nachfolgenden Abheben ausreichend Platz.
So kann der Falter 9 auch nach Aufsetzen der Nähklammer 10 entfernt
und an einer Ausgangsposition von der Nähstation entfernt zurückbewegt
werden, um dort in einem weiteren Arbeitstakt Nähgut 2 zu falten und
zu fixieren.
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- 1
- Vorrichtung
- 2
- textiles
Bandmaterial/Nähgut
- 3
- Längskante
- 4
- Gewebeabschnitt
- 5
- Tasche
- 6
- offene
Stirnseite
- 7
- Abschnitt
- 8
- Faltschwert
- 9
- Falter
- 10
- Nähklammer
- 11
- Drückkante
- 12
- Abschnitt
der Nähklammer 9
- 13
- Biegerand
- 14
- Zinke
- 15
- Verdickung
- 16
-
- 17
- kammartiger
Abschnitt
- 18
- zinkenartiger
Greifarm
- 19
- Freiraum
zwischen den Zinken 14 des Falters 9
- 20
- Ausnehmung
- P1–P7
- Richtungen
von Teilbewegungen verschiedener Elemente der Vorrichtung 1
- T
- Transportschritt