DE102007056950B4

DE102007056950B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Verarbeitung von biegeschlaffem Material

Info

Publication number: DE102007056950B4
Application number: DE102007056950A
Authority: DE
Inventors: Peter Rombold; Andreas Dr. Ecker
Original assignee: RSG VERWALTUNGS GmbH
Current assignee: RSG VERWALTUNGS GMBH, DE
Priority date: 2007-11-27
Filing date: 2007-11-27
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2027-11-28
Also published as: DE102007056950A1; EP2205468A1; ATE512029T1; EP2205468B1; WO2009068626A1

Abstract

Verfahren zum Verarbeiten von biegeschlaffem Material (2, 2a) in Streifenform, insbesondere von textilem Gurtmaterial, in dem
während eines ersten Teilprozesses (A) das biegeschlaffe Material (2, 2a) abgelängt und unter Verwendung eines Biege-/Faltwerkzeuges (13) mindestens einmalig an einem ersten Endbereich umgebogen wird und
während eines zweiten Teilprozesses (C) an dem ersten Endbereich in einer Näheinheit (8) vernäht wird, wobei an dem Endbereich (12) eine im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur oder Anordnung (20) aus biegeschlaffem Material (2, 2a) mit mindestens einem freien Rastarm (29, 30) erzeugt wird, wobei eine über einen Weg (V) verfahrbare Überführeinrichtung (17) derart verwendet wird, dass der erste Teilprozess (A) und der zweite Teilprozess (C) mindestens teilweise zeitlich überlappend ausgeführt werden,
und in Vorbereitung des Teilprozesses (C) als Start des Teilprozesses (A) bereits ein nächster erst Abschnitt (14) des biegeschlaffen Materials (2, 2a) in das Biege-/Faltwerkzeug (13) zumindest eingeführt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Verarbeitung von biegeschlaffem Material in Streifenform, insbesondere von textilem Gurtmaterial.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung werden unter dem Begriff "Gurt" mehr oder weniger biegeschlaffe Materialien bezeichnet und damit Materialien in Streifenform, die im Wesentlichen nur auf Zug beansprucht und gefördert werden können, da in ihnen nahezu kein Biegemoment wirken kann. Unter dem Begriff "Streifenform" wird Material mit einer Geometrie verstanden, bei der eine Längenausdehnung deutlich größer als eine Breiten- und Höhenausdehnung ist, wie dies insbesondere auf textiles Gurtmaterial zutrifft. So sind textile Gurtmaterialien, wie bzw. Gewebebänder, wesentliche Vertreter einer Materialgruppe mit den vorstehend genannten Eigenschaften. Neben Sicherheits- und/oder Lastengurten aus Kunststofftextilien weisen auch Gurtmaterialien aus Leder, Kautschuk oder Kunststoff, wie beispielsweise Metall- und/oder Kunststofffolien oder PVC-Materialien mit und ohne eingelagerte Verstärkungsfasern, als streifenförmige Materialien eine biegeschlaffe Charakteristik auf.
Ohne Beschränkung der Erfindung wird nachfolgend als Beispiel nur auf eine Fertigung einer Gurtanordnung zur Herstellung einer Verbindung eines Airbags mit einem Karosserieteil eines Kraftfahrzeugs eingegangen. Derartige Vorrichtungen sind als Bestandteile insbesondere von Kopf- oder Seiten-Airbags seit langem bekannt. Hierzu ist in einer Einbaulage mindestens ein Gurt an einem Endbereich mit dem Airbag und an einem anderen Bereich mit dem Karosserieteil verbunden. Hier erfüllen sie als sogenannte Fang- oder Haltebänder u. a. die Aufgabe, dass sich ein auslösender Airbag auf eine vorgegebene Art und Weise entfalten und nicht unkontrolliert in den Fahrzeuginnenraum eindringen kann. Aus der DE 10 2005 050 935 A1 ist sogar bekannt, einen Haltegurt neben einer Lagesicherung relativ zu einer Karosserie durch Kopplung mit einem Ventilverschluss innerhalb einer Mehrkammer-Airbag-Anordnung zur gezielten Beeinflussung des Entfaltungsvorganges durch Gasdrucksteuerung zu verwenden.
Meist werden die üblicherweise als Gewebebänder ausgebildeten Fang- oder Haltebänder an einem Endbereich mit dem Airbag vernäht. An dem gegenüberliegenden zweiten Endbereich wird beispielsweise durch Vernähen mehrerer Lagen des Bandes eine sehr belastbare Schlaufe gebildet, die zum Durchführen eines Verbindungselements dient. Durch dieses Verbindungselement wird das Band während einer Endmontage dann an dem Karosserieteil befestigt. Zur Einsparung der Näharbeiten wird beispielsweise in der DE 20 2006 015 462 U1 ein spezieller Webaufbau für das Gurtbandmaterial gelehrt, durch den eine fertigungstechnisch besonders einfache Möglichkeit zur Aussparung von separat zu fertigenden Ösen geschaffen wird, die ohne Schwächung des Gurtmaterials die aufwendig gefertigten Schlaufen ersetzen sollen. Mit dieser Lösung wird jedoch ein starres Raster für Abmale von Fang- oder Haltebändern durch einen Hersteller von Gurtmaterial vorgegeben, wohingegen in der Praxis variabel einstellbare Gurtlängen zwischen etwa 5 cm bis ca. 80 cm Länge gewünscht werden.
Andere bekannte Lösungen sehen an dem zweiten Endbereich eines Fang- oder Haltebandes zusätzliche Anschlagteile aus Blech oder Kunststoffen vor, in denen sich die Öffnung zum Durchführen des Verbindungselements befindet. Diese Anschlagteile werden meist ebenfalls mittels einer Schlaufe oder dergleichen mit dem Gewebeband in einem Nähschritt verbunden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung der eingangs genannten Art zur Herstellung einer verbesserten Gurtanordnung unter Optimierung von Arbeitsvorgängen bei erhöhter Produktionszuverlässigkeit zu schaffen.
GB 2 367 536 A offenbart eine Laschenverbindung zur Fixierung eines Airbags an einem Kfz-Rahmenteil. Für einen Fachmann ist hier nur ein Grundprinzip eines Fertigungsverfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung zur Herstellung einer endseitigen Verdickung an einem biegeschlaffen Gurt-Materials durch Falten des Gurt-Materials und Fixieren durch Vernähen erkennbar.
In der DE 10 2006 010 533 B3 wird durch die Anmelderin der vorliegenden Erfindung das Ziel einer Optimierung von Arbeitsvorgängen bei erhöhter Produktionszuverlässigkeit verfolgt. In diesem Sonderfall wird die Aufgabe durch quasi-simultane Bearbeitung von Endbereichen biegeschlaffer Gurt-Materialien gelöst.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Dementsprechend zeichnet sich ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Verarbeiten von biegeschlaffem Material in Streifenform, insbesondere von textilem Gurtmaterial, in dem das Material abgelängt zugeführt, mindestens einmalig an einem ersten Endbereich umgebogen und an dem ersten Endbereich vernäht wird, dadurch aus, dass an dem Endbereich eine im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur bzw. Anordnung aus Material mit mindestens einem freien Rastarm erzeugt wird. Es wird in einem erfindungsgemäßen Verfahren also eine Rastverbindung an die Stelle einer Schraubverbindung gesetzt, die durch eine Öse oder Schlaufe etc. an einem freien Ende eines Fang- oder Haltebandes hindurchgreift. Der an einem nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fang- oder Halteband befindliche Teil dieser Rastverbindung ist als im Wesentlichen Pfeilartige Struktur ausgebildet, die mindestens einen freien Rastarm aufweist und dabei gleichwohl nur aus biegeschlaffem Gurtmaterial besteht. Es wurde jedoch herausgefunden, dass auch ein biegeschlaffes Gurtmaterial eine ausreichende Eigensteifigkeit aufweist, um in Form einer im Wesentlichen Pfeilartigen Struktur als zuverlässige Rastverbindung Verwendung zu finden. Demnach kann eine derartige Pfeil-artig ausgebildete Struktur durch eine entsprechend dimensionierte Ausnehmung z. B. an einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs hindurchgesteckt werden, wobei sie sich durch den mindestens einen freien Rastarm bzw. durch das Hintergreifen der Ausnehmung durch den freien Rastarm selbsttätig und dauerhaft zuverlässig fixiert. Eine derartige Anordnung weist bei entsprechender Dimensionierung einer zugehörigen Ausnehmung in der Karosserie eines Kraftfahrzeugs neben einer zuverlässigen Rastierung auch eine ausreichend hohe Festigkeit gegen Zugkräfte auf, wie sie insbesondere beim Auslösen eines Airbags auftreten.
Weitere vorteilhafte Merkmale sind Gegenstand der jeweiligen Unteransprüche. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird das Biegen des ersten Endbereichs in einem Werkzeug zur Ausbildung einer im Wesentlichen zu ihrer Längsachse symmetrischen Struktur durchgeführt. Damit weist eine im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur an dem Endbereich dieses Fang- oder Haltebandes keine bevorzugte Einführrichtung beim Einbau an einer Karosserie mehr auf, da sich Rastarme in einer im Wesentlichen symmetrischen Pfeilstruktur gegenseitig unterstützen, wie nachfolgend noch anhand von Abbildungen einer Ausführungsform der Erfindung in einem Einsatzfall exemplarisch dargestellt und beschrieben wird. Eine im Wesentlichen symmetrische Pfeilstruktur hat zum Verrasten darüber hinaus auch den Vorteil, dass im Sinne eines sog. Poka-Yoke-Ansatzes vorausschauend jede Möglichkeit von Einbaufehlern in einer Montage weitestgehend vermieden wird, da für eine erfindungsgemäße Anordnung prinzipiell nur gleichwertige Einbaumöglichkeiten vorhanden sind.
Vorzugsweise wird im Zuge des Verfahrens ein mehrfaches Biegen des ersten Endbereichs in dem Werkzeug in nur einer Ebene bzw. um zueinander parallel orientierte Achsen durchgeführt. Damit kann Gurtmaterial mit bekanntem rechteckigem Querschnitt sehr vorteilhaft zum Aufbau kompakter Strukturen verwendet werden. In wenigen Schritten werden so in einem vergleichsweise einfachen Werkzeug bei kurzen Prozesszeiten auch komplexere Strukturen mit sehr guten Rasteigenschaften realisiert.
In einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeichnet sich ein Verfahren dadurch aus, dass mindestens ein erster Abschnitt eines ersten biegeschlaffen Materials vorgefaltet wird, in den vorgefalteten Abschnitt hinein mindestens ein zweiter Abschnitt eines zweiten biegeschlaffen Materials eingebracht bzw. eingeschoben wird und diese Anordnung aus zwei Abschnitten nachfolgend an eine Näheinrichtung übergeben wird. Dieses Verfahren eröffnet weitere Gestaltungsfreiheiten, da es nun neben dem Einsatz nur eines Gurtabschnittes die Verwendung von zwei oder noch mehr Gurtabschnitten zulässt. Weiter können das erste und das zweite biegeschlaffe Material auch gleichartig, sogar identisch, oder aber hinsichtlich ihrer Materialien und Geometrien voneinander abweichend sein. So kann ein in einer Einbaulage später als Zuggurt verwendetes biegeschlaffes Material wesentlich weicher und damit biegefreudiger sein als ein Material für den ersten Abschnitt, der regelmäßig mindestens einen Rastarm bildet. Insbesondere können hier nun auch Materialien unterschiedlicher Weiten zu einer Rastanordnung zusammengeführt und durch ein Vernähen zuverlässig fixiert werden, was nachfolgend noch anhand von Ausführungsbeispielen zusammen mit Abbildungen der Zeichnung erläutert wird. Hier werden auch Beispiele für Ausführungsformen gegeben, wie auch der zweite Abschnitt in einem Endbereich mindestens einmal gebogen wird, um dann mit dem ersten Abschnitt vernäht zu werden. Die dargestellte Formenvielfalt der Gurtanordnungen ist jedoch keineswegs abschließend.
Eine entsprechende Vorrichtung ist zum Umsetzen eines vorstehend mit Ausführungsformen beschriebenen Verfahrens dadurch besonders ausgebildet, dass das Biege- bzw. Faltwerkzeug zur Herstellung einer im Wesentlichen Pfeil-artigen Struktur bzw. Anordnung aus dem biegeschlaffen Material mit mindestens einem an dem Endbereich angeordneten freien Rastarm ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist das Biege- bzw. Faltwerkzeug dazu mindestens einen Halter und eine Führungsschiene auf, wobei insbesondere nur die Führungsschiene zu einer Ausgangslage parallel und längsverschieblich ausgebildet ist. Dabei weist ein freies Ende der Führungsschiene stirnseitig eine Ausnehmung auf, die als Umlenkeinrichtung für das Gurtmaterial zum Biegen wirkt, und auch an die Stirnseite anschließend eine gestuft rampenartig verlaufende Ausnehmung vorgesehen ist, die als Querführung und Niederhalter eines Gurtabschnitts in dem Biege- bzw. Faltwerkzeug wirkt.
Das Biege- bzw. Faltwerkzeug ist in einer Ausführungsform der Erfindung modulartig austauschbar ausgebildet, um als Spezialwerkzeug jeweils zu einer Gurtanordnung passend einsetzbar zu sein. Ein verbleibender Teil einer erfindungsgemäßen Vorrichtung weist als Basiswerkzeug bestimmte mechanische, elektrische, pneumatische, softwaretechnische und/oder sensorische bzw. messtechnische Hardware-Schnittstellen in einer Aufnahme zum schnellen und möglichst werkzeuglosen Wechsel eines Biege- bzw. Faltwerkzeug auf. Hierbei ist für den softwaretechnischen und/oder sensorischen bzw. messtechnischen Teil einer Schnittstelle vorzugsweise eine Steckercodierung vorgesehen, durch die ein korrekter Werkzeugeinsatz für eine jeweils vorliegende Produktionsanforderung im Sinne des Poka-Yoke-Ansatzes gewährleistet ist.
In einer Ausführungsform umfasst das Biege- bzw. Faltwerkzeug zum Fixieren, Klemmen und Biegen eines ersten Abschnitts von biegeschlaffem Material und/oder eines zweiten Abschnitts von biegeschlaffem Material vier pneumatische Aktuatoren.
Weiterhin ist ein Greifer einer Überführeinrichtung vorgesehen, der an einer Übergabe-/Übernahmeposition relativ zu einer Lücke zwischen Haltern des Biege- bzw. Faltwerkzeugs so positionierbar ist, dass der Greifer an einem freien Ende der Führungsschiene vorbei die fixierte Anordnung aus erstem und zweitem Gurtabschnitt senkrecht zu einer Transportachse bzw. Längsachse der Vorrichtung entnehmen kann.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf Ausführungsbeispiele anhand von Abbildungen der Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen in schematisierter Darstellung:
1: eine Vorrichtung zur Herstellung einer ersten Ausführungsform von einer pfeilförmigen Gurtanordnung;
2a–2d: einzelne Schritte eines Biege- bzw. Faltvorganges innerhalb des Biege- bzw. Faltwerkzeuges;
3: drei Ansichten der Einzelheit x von 2b;
4: ein Zeitdiagramm der Vorrichtung gemäß 1 mit zeitlich überlappenden Teilprozessen zu deren Produktivitätssteigerung;
5a–5c: die pfeilförmige Gurtanordnung von 1 als End- Produkt und zwei alternative Ausführungsformen in einer Draufsicht;
6a–6b: zwei Einsatzfälle der pfeilförmigen Gurtanordnung gemäß den 1, 2a und 5a–5c unter einer Zugbelastung in einer Einbaulage;
7a–7c: weitere Abwandlungen der pfeilförmigen Gurtanordnung von 5a mit mehr als zwei Gurtabschnitten;
8a–8c: Abwandlungen der pfeilförmigen Gurtanordnung von 5a mit zwei Gurtabschnitten und
9: eine Abwandlung der pfeilförmigen Gurtanordnung von 5a bzw. 8c mit nur einem Gurtabschnitt.
Über die verschiedenen Abbildungen der Zeichnung hinweg werden für gleiche Elemente und Verfahrensschritte stets die gleichen Bezeichnungen und Bezugszeichen verwendet. Ohne Beschränkung der Erfindung wird nachfolgend nur eine Herstellung von pfeilförmigen Gurtanordnungen zur Verwendung als Fang- oder Haltegurte für Kraftfahrzeug-Airbags dargestellt, die aufgrund der Sicherheitsanforderungen und der bei hohem Kostendruck gefertigten jährlichen Stückzahlen einen wesentlichen Einsatzbereich der vorliegenden Erfindung darstellt.
Gemäß der Abbildung von 1 wird in einem ersten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung 1 zur Herstellung einer ersten Ausführungsform einer ein endloses Gurtband 2 als biegeschlaffes Material in Streifenform aus einem Massenspeicher 3 über eine Qualitätskontrolle 4 einer Zuführeinrichtung 5 zugeführt. Das Gurtband 2 durchläuft in der Zuführeinrichtung 5 mit nicht weiter eingezeichneten Leit- und Führungseinrichtungen einen Puller 6 mit einer angetriebenen Rolle 6a und einer gesteuert absenkbaren Gegendruckrolle 6b. Aus der Zuführeinrichtung 5 heraus wird das Gurtband 2 unter einem Heißschneider 7 durch geführt, der eine thermisch an eine Heizpatrone 8 gekoppelte lösbare Klinge 9 umfasst. Damit werden in einem Schneidvorgang neben einer mechanischen Trennung auch die Faserenden des hier zuvor endlosen Gurtbandes 2 durch die Klinge 9 fest miteinander unter Formung definierter erster und zweiter Schnittkanten 10, 11 in den jeweiligen Endbereichen verschmolzen. Zum Schärfen infolge von Abnutzung kann die Klinge 9 dabei ohne Demontage der Heizpatrone 8 entnommen werden. Das verkürzt eine erforderliche Stillstandszeit der Vorrichtung 1 und verlängert zudem die Lebensdauer der Heizpatrone 8.
Mit dem Öffnen des Heißschneiders 7 wird ein erster Endbereich 12 mit einer ersten Schnittkante 10 des Gurtbandes 2 in ein Biege- bzw. Faltwerkzeug 13 soweit eingefahren, bis eine erste definierte Länge Δl erreicht ist. Dann wird der Heißschneider 7 zu Bildung eines ersten Abschnittes 14 erneut betätigt. Der genaue Vorgang des nun anschließenden Biege- bzw. Faltvorganges wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figurenfolge der 2a bis 2d noch im Detail erläutert.
Mit dem erneuten Einschieben von Gurtband 2 oder einem anderen Gurtmaterial 2a in den vorgefalteten ersten Abschnitt 14 von Gurtband und Bildung eines zweiten Abschnitts 15 eines biegeschlaffen Materials durch den Heißschneider 7 beginnt die Fertigstellung der hier erwünschten Gurtanordnung. Diese Anordnung aus zwei Abschnitten 14, 15 wird nun durch Klammern bzw. Klemmen in einem Greifer 16 einer Überführeinrichtung 17 an eine Überführeinrichtung und eine Näheinheit 18 übergeben wird. Dazu verfährt der Greifer 16 mit der geklammerten Anordnung aus der Zeichenebene heraus und dann eine Strecke V, um dann wieder senkrecht zur Zeichenebene zur Positionierung der geklammerten Anordnung unter einer Nähklammer der Näheinheit 18 zu verfahren. Diese in den Raum hinein gehende Bewegung wird in 1 durch den gewundenen Pfeil angedeutet. Nach dem Nähvorgang und Trennen von Ober- und Unterfaden wird eine bereits fertig und mechanisch hoch belastbare pfeilförmige Gurtanordnung 20 aus der Näheinheit 18 durch einen nicht weiter dargestellten Pressluft-Absauger entnommen und auf Basis eines jeweiligen Produktionsprotokolls nach einwandfrei gefertigten und eventuell fehlerhaften Produktionsergebnissen unterschieden in Behältern G oder S abgelegt.
Unter Bezugnahme auf die Folge der 2a bis 2d noch im Detail wird nun der Biege- bzw. Faltvorgang beschrieben, wie er in dem Biegewerkzeug 13 zur Bildung einer Gurtanordnung für die pfeilförmige Gurtanordnung 20 gemäß 1 in vier einzelnen Schritten abläuft. In einem ersten Schritt ist das Biegewerkzeug 13 um einen Weg s von dem Heißschneider 7 weggefahren worden, um eine entsprechende Länge eines späteren ersten Abschnittes 14 nachfolgend in einem Mittelbereich umbiegen zu können. Es wird nun Gurtband 2 in das Biegewerkzeug 13 soweit eingefahren, bis der Abstand der ersten Schnittkante 10 zu einer Mitte des Biegewerkzeuges 13 dem Abstand dieser Mitte des Biegewerkzeuges 13 zu der Bezugsebene des Heißschneiders 7 entspricht, wobei Toleranzzuschläge derart zugegeben werden, dass an dem Endprodukt 20 die erste 10 und die zweite 11 Schnittkante ungefähr auf gleicher Höhe liegen und sich so ein zu einer Mittelachse M im Wesentlichen symmetrischer Aufbau einer pfeilförmigen Gurtanordnung 20 ergibt. Nach dem Fixieren des Gurtbandes 2 in dem Biegewerkzeug 13 durch eine Klemmung bzw. Klammerung erfolgt das Schneiden und das Verfahren in eine Faltposition in einem Sicherheitsabstand zu dem Heißschneider 7, um etwaige Beschädigungen des Gurtmaterials 2 und/oder des Heißschneiders 7 ausschließen zu können. Zu dem gepunktet in 2a angedeuteten Vorfalten wird an dem Biegewerkzeug 13 eine Führungsschiene 22 so angehoben, dass ein Bereich des Gurtabschnitts 14 um die erste Schnittkante 10 herum gegenüber einem zweiten und zwischen Haltern 23 fixierten Bereich ungefähr senkrecht aufstellt. Im Übergang zu der Abbildung von 2b wird die angehobene Führungsschiene 22 auf die Halter 23 hin verfahren, so dass der Abschnitt 14 die Form eines "U" oder "V" annimmt. Derartig vorgebogen und in seiner Lage fixiert wird das Biegewerkzeug 13 nun in seine Ausgangsposition vor dem Heißschneider 7 zurückgefahren, wo nun wieder Gurtband 2 gefördert und eine neue Schnittkante 10' in die Kehle der Biegung des ersten Gurtabschnitts 14 eingefahren wird. Die Schnittkante 10' wird sozusagen auf Anschlag in dem ersten Gurtabschnitt 14 positioniert. Nun wird im Übergang zu 2c die angehobene Führungsschiene 22 über die Halter 23 verfahren, so dass der Abschnitt 14 die Form eines "U" annimmt, der einen Bereich um die neue Schnittkante 10' umschließt. Damit ist das Vorfalten beendet.
In der in 2c dargestellten Position ist der Abschnitt 14 fertig um die Schnittkante 10' geschlossen, wobei diese Anordnung zwischen den Haltern 23 und der Führungsschiene 22 geklammert ist. Jetzt wird das Biegewerkzeug 13 um einen vorbestimmten Weg ΔL verfahren, um eine jeweils festgelegte Länge eines zweiten Abschnittes 15 einzustellen. Die Wegstrecke ΔL entspricht also einer vorbestimmten Länge eines Fang- oder Haltegurtes mit pfeilförmiger Gurtanordnung an seinem Rastierungsende. Diese Längenmessung über einen Verschiebeweg der Überführeinrichtung 17 als Linearförderteil ist sehr präzise und mit marktgängigen Messmitteln sicher beherrschbar. Mit dem Erreichen des vorbestimmten Maßes ΔL wird das Gurtband 2 zur Bildung des zweiten Abschnitts 15 durch den Heißschneider 7 abgetrennt. Daraufhin wird das Biege- bzw. Faltwerkzeug 13 über eine Strecke L an eine Übergabe-/Übernahmeposition verfahren. Wie in 2c in gepunkteter Linie angedeutet, so wird nun der Greifer 16 der Überführeinrichtung 17 an dieser Übergabe-/Übernahmeposition relativ zu einer Lücke zwischen den Haltern 23 des Biege- bzw. Faltwerkzeugs 13 positioniert. An einen freien Ende 24 der Führungsschiene 22 vorbei klemmt der Greifer 16 die klemmend fixierte Anordnung aus erstem und zweitem Gurtabschnitt 14, 15 und entnimmt sie senkrecht zu der dargestellten Transportachse bzw. Längsachse der Vorrichtung 1. In der in 2d dargestellten Position verfährt die Überführeinrichtung 17 um einen Weg V. Abschließend erfolgt nach weiterem Verfahren der Überführeinrichtung 17 senkrecht zur Transportachse eine Übergabe der unter Klemmung fixierten Gurtanordnung an einen Nähkopf der Näheinheit 18, während das Biegewerkzeug 13 zugleich wieder in seine Startposition vor den Heißschneider 7 und die Führungsschiene 22 an dem Biegewerkzeug 13 in Ausgangsstellung zurückgefahren werden.
Im Bereich der Näheinheit 18 werden die Abschnitte 14, 15 durch eine Pressvorrichtung zueinander parallel ausgerichtet. Er folgt eine abschließende Fixierung der noch unverbundenen Gurtteile in einem Ausrichtungs- und Zentrierungsschritt und schließlich der Nähvorgang mit entsprechender Stichzahl und Nahtmuster.
3 stellt ergänzend eine Einzelheit x von 2b in drei Ansichten dar. In der Seitenansicht des freien Endes 24 der Führungsschiene 22 ist erkennbar, dass stirnseitig eine Ausnehmung 25 vorgesehen ist, die in der Schrittfolge von 2a als Umlenkeinrichtung für das Gurtmaterial 2 wirkt. Aber auch an die Stirnseite anschließend ist eine gestuft rampenartig verlaufende Ausnehmung 26 vorgesehen, die in den Positionen der 2b und 2c als Querführung und Niederhal ter des Gurtabschnitts 14 in dem Biege- bzw. Faltwerkzeug 13 wirkt.
4 stellt ein Zeitdiagramm der Vorrichtung gemäß 1 mit drei zeitlich überlappenden Teilprozessen A, B und C dar. Vom Start einer Förderung von Gurtmaterial 2 durch den Heißschneider 7 hindurch in das Biege- bzw. Faltwerkzeug 13 hinein bis zum Rückfahren und Rücksetzen des verfahrbaren Biege- bzw. Faltwerkzeuges 13 umfasst Teilprozess A insgesamt 14 Teilschritte. Gegenüber dem Nähvorgang in der Näheinheit 18 sind jedoch alle Teilschritte des Teilprozesses A vergleichsweise sehr kurz. Zusammen mit Teilprozess B, der Übernahme und Justierung der Gurtanordnung unmittelbar vor dem Vernähen, ist der Teilprozess C mit allen Näharbeiten in Summe T₂ ungefähr so lang, wie Teilprozess A mit seinen 14 Teilschritten über eine Dauer T₁. Zur Produktivitätssteigerung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 werden damit Teilprozess A mit einer Vorfertigung und die Einheit der Teilprozesse B und C mit einer Endfertigung zeitlich überlagert gefahren. Dies ist in 4 durch die gestrichelte Linie gegenüber den beiden gepunkteten Teilprozessen über die dargestellten 30 Zeiteinheiten angedeutet.
In 5a ist die pfeilförmige Gurtanordnung 20 gemäß 1 exemplarisch als selbsttätig verrastendes Endprodukt dargestellt. An eine Spitze 27 anschließend befindet sich eine Naht 28, die hier eine Anordnung aus Gurtmaterial durchsetzt, die drei Lagen stark ist. Damit ist eine derartige Naht zuverlässig nur mit sog. Schwerlast-Industrienähmaschinen unter Bedingungen mit Parametereinstellungen hinsichtlich einer Nadelkühlung und Stichgeschwindigkeit herstellbar, wie sie dem Fachmann hinlänglich bekannt sind. Von der Spitze 27 her erstrecken sich ab der Naht 28 zwei freie Rastarme 29, 30, deren Enden durch die Schnittkanten 10, 11 gebildet werden.
Die Abbildungen der 5b und 5c zeigen die pfeilförmige Gurtanordnung 20 von 1 als Endprodukt mit zwei alternativen Ausführungsformen, die erst in einer Draufsicht erkennbar sind. Vorstehend wurde bereits eine weitere Gestaltungsfreiheit angedeutet, die in diesen Ausführungsformen nun genutzt wird: Die Gurtabschnitte 14 und 15 können aus unterschieden Gurtmaterialen gebildet werden, wobei diese Unterschiedlichkeit auch eine jeweilige Gurtweite umfassen kann. So ist in der Ausführungsform nach 5b das Gurtmaterial des ersten Abschnitts 14 weniger weit, als das des zweiten Abschnitts 15. In der Ausführungsform nach 5c ist die Wahl gerade umgekehrt getroffen worden. Auf eine Darstellung gleicher und gleichweiter Gurtabschnitte wird an dieser Stelle verzichtet.
Zur Verarbeitung z. B. von zwei unterschiedlichen Gurtmaterialien ist in 1 bereits ein zweiter Vorratsbehälter bzw. Massenspeicher 3a angedeutet. Das aus dem zweiten Massenspeicher 3a entnommene Gurtband 2a wird ebenfalls nach einer Qualitätskontrolle der Zuführeinrichtung 5 zugeführt, die nun durch Zufügung einer absenkbaren Gegendruckrolle 6c gegenüber der eingangs beschriebenen Grundform erweitert wurde: Beide Gegendruckrollen 6b und 6c arbeiten mit einer nun entsprechend verbreiterten angetriebenen Rolle 6a zusammen. Eine Auswahl eines jeweils zu fördernden Gurtmaterials 2, 2a erfolgt über eine Ansteuerung zum Anheben der jeweils betreffenden Gegendruckrolle 6b oder 6c. Der nachfolgende Heißschneider 7 weist regelmäßig eine Schnittbreite auf, die jenseits eine kombinierten Weite zweiter Gurtbänder 2a liegt. So kann ohne grundsätzliche Verdoppelung des apparativen Aufwandes in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 im Bereich der Qualitätskontrolle 4, der Zuführeinrichtung 5 und des Heißschneiders 7 auch mit mehr als einem Gurtband gearbeitet werden. Auch alle nachfolgenden Bereiche bedürfen höchstens einer geringfügigen Anpassung.
Die vorstehenden Variationsmöglichkeiten lassen sich prinzipiell auf jeder der nachfolgenden Ausführungsformen gemäß den 6a bis 8c ausdehnen. Auch hierzu wird jedoch auf eine detaillierte Darstellung einzelner Kombinationen an dieser Stelle verzichtet.
Die Abbildungen der 5b und 5c stellen zwei Einsatzfälle der pfeilförmigen Gurtanordnung 20 gemäß den 1, 2a und 5a–5c unter einer Zugbelastung in einer Einbaulage in einer Seitenansicht dar. Die Einbaulage beispielsweise eines Halte- oder Fanggurtes für einen Airbag in einem Kraftfahrzeug wird an einer Karosserie 31 durch eine Ausnehmung oder Stanzung 32 gebildet. Durch die Ausnehmung oder Stanzung 32 wird die Spitze 27 der Gurtanordnung 20 eingeführt, die dabei die Funktion einer Einführhilfe erfüllt. In 6a wird eine Zugkraft F nach vollständigem Einführen der Gurtanordnung 20 durch die Ausnehmung 32 auf den Zuggurt bzw. den zweiten Gurtabschnitt 15 ausgeübt. Da im vorliegenden Beispielfall eine Weite d der Ausnehmung 32 nur etwas über dem dreifachen der Dicke der verwendeten Gurtmaterialien liegt, spreizen sich die beiden freien Rastarme 29, 30 unmittelbar nach dem Einführen durch die Ausnehmung 32 auf und verrasten damit die Gurtanordnung 20 sicher in der Ausnehmung 32. Auch in der dargestellten und unter einem Winkel gegenüber der Flächennormalen bzw. der Mittelachse des Ausnehmung 32 deutlich abweichenden Belastung durch die Zugkraft F stützt sich der Rastarm 29 an einer Karosserie-Innenseite 33 zuverlässig ab. Selbst bei unvollständigem Einführen nach 6b ist eine zuverlässige Lagersicherung und Verrastung gegeben.
Die Abbildungen der 7a–7c stellen Abwandlungen der pfeilförmigen Gurtanordnung 20 von 5a mit mehr als zwei Gurtabschnitten dar: In den 7a und 7b ist der erste Abschnitt 14 verdoppelt ausgeführt, 14a. Hierdurch wird die Zahl der freien Rastarme 29, 29a, 30, 30a verdoppelt. In den 7b und 7c ist der zweite Gurtabschnitt 15 verdoppelt ausgeführt, 15a.
Die 8a bis 8c zeigen Abwandlungen der pfeilförmigen Gurtanordnung von 5a mit zwei Gurtabschnitten 14, 15, wobei diese Ausführungsformen nahe an die der 7a heranreichen. Die Ausführungsformen der 8a bis 8c weisen aber die Besonderheit mindestens einer Rundung 34 an einem freien Rastarm 29, 30 auf. Diese Rundung 34 ist in einem Einsatz analog der Darstellungen der 5b und 5c unter einer Zugbelastung durch Stauchung spreizbar und damit nach einem Einführen durch eine Ausnehmung 32 hindurch unter Last weitbar. Hierdurch wird die Verrastung zusätzlich gesichert.
9 stellt schließlich eine Abwandlung der pfeilförmigen Gurtanordnung 20 von 5a dar, die nur einen Gurtabschnitt 14 aufweist. Durch mehrfache Biegung des Gurtmaterials 2 wird ein Aufbau erreicht, der dem der 8c sehr nahekommt. Auch hier sind an beiden freien Rastarmen 29, 30 Rundungen 34 angeordnet. Im Unterschied hierzu ist im Bereich der Naht 28 nahe der Spitze 27 ist jedoch eine zusätzliche, sehr enge Biegung des Gurtmaterials 2 vorgesehen.
Die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen der 7a bis 9 weisen gegenüber der Grundform nach 5a den Unterschied auf, dass sie im Bereich der Naht 28 mehr als dreilagig sind. So treten in der Ausführungsform nach 7b sechs durchzunähende Lagen Gurtmaterial auf. Entsprechend weit muss auch eine korrespondierende Ausnehmung 32 in einer Karos serie 31 sein. Diese Ausführungsformen zeichnen sich jedoch entweder durch Rastarme 29, 30 mit besonderen Eigenschaften in Form der unter Belastung durch Stauchung weitbaren Rundungen 34 und/oder durch mehr als zwei Rastarme 29, 30 aus.
Mit einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung 1 kann eine einzige Bedienperson bis etwa 2.000 Gurtanordnungen pro Tag mit 8 Arbeitsstunden fertigen. Da diese Vorrichtung 1 voll automatisierbar ist, kann eine einzige Bedienperson zugleich bis zu 6 derartiger Vorrichtungen 1 parallel überwachen. In dieser Ausbaustufe wäre eine Tagesproduktion in Höhe von etwa 12.000 Gurtanordnungen pro Tag erreichbar. Die Aufgaben der Bedienperson betreffen hierbei insbesondere die Behebung kleinerer Störungen, das Wechseln von Unterfadenspulen in den Näheinheiten 18 oder der Wechsel von Gurtmaterialien und das Tauschen der Wechsel von Sammelbehältern G für gute Produktionsteile.

1: Vorrichtung
2: Gurtband/biegeschlaffes Material in Streifenform
2a: zweites Gurtband
3: Massenspeicher
3a: zweiter Massenspeicher
4: Qualitätskontrolle
5: Zuführeinrichtung
6: Puller
6a: angetriebene Rolle
6b: gesteuert absenkbare Gegendruckrolle
6c: absenkbare Gegendruckrolle für Gurtband 2a
7: Heißschneider
8: Heizpatrone
9: thermisch an 8 gekoppelte lösbar Klinge
10: erste Schnittkante (Endbereich eines Abschnitts 14)
10': neue Schnittkante, Schnittkante von 15
11: zweite Schnittkante (Endbereich des Abschnitts 14)
12: erster Endbereich
13: Biege- bzw. Faltwerkzeug
14: erster Gurt-Abschnitt
14a: doppelter erster Gurt-Abschnitt
15: zweiter Gurt-Abschnitt
15a: doppelter zweiter Gurt-Abschnitt
16: Greifer
17: Überführeinrichtung
18: Näheinheit
19
20: fertige pfeilförmige Gurtanordnung
21
22: Führungsschiene
23: Halter
24: freies Ende an 22
25: Ausnehmung als Umlenkeinrichtung
26: Ausnehmung als Querführung und Niederhalter des Gurtabschnitts 14 in dem Biege- bzw. Faltwerkzeug 13
27: Spitze
28: Naht
29: freier Rastarm
29a: doppelter freier Rastarm 29
30: freier Rastarm
30a: doppelter freier Rastarm 30
31: Blechteil/Karosserie
32: Ausnehmung/Stanzloch
33: Karosserie-Innenseite
34: Rundung, unter Belastung durch Stauchung weitbar
35
A: erster Bearbeitungsabschnitt
B: zweiter Bearbeitungsabschnitt
C: dritter Bearbeitungsabschnitt
d: Durchmesser oder Weite der Ausnehmung 32
F: Zugkraft
G: Sammelbehälter für gute Produktionsteile (Gut)
S: Sammelbehälter für eventuell mangelhafte Produktionsteile (Schlecht)
s: Verschiebeweg
l: halbe Länge Abschnitt 14
ΔL: Längenmessung für Länge L des Zuggurtes
L: Überführungsweg von 13 bis zum Eingreifen von 16
V: Weg der Überführeinrichtung 17
M: Mittelachse
t: Zeitachse
T₁: Zykluszeit für ersten Bearbeitungsabschnitt
T₂: Zykluszeit für zweiten + dritten Bearbeitungsabschnitt

Claims

Verfahren zum Verarbeiten von biegeschlaffem Material (2, 2a) in Streifenform, insbesondere von textilem Gurtmaterial, in dem während eines ersten Teilprozesses (A) das biegeschlaffe Material (2, 2a) abgelängt und unter Verwendung eines Biege-/Faltwerkzeuges (13) mindestens einmalig an einem ersten Endbereich umgebogen wird und während eines zweiten Teilprozesses (C) an dem ersten Endbereich in einer Näheinheit (8) vernäht wird, wobei an dem Endbereich (12) eine im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur oder Anordnung (20) aus biegeschlaffem Material (2, 2a) mit mindestens einem freien Rastarm (29, 30) erzeugt wird, wobei eine über einen Weg (V) verfahrbare Überführeinrichtung (17) derart verwendet wird, dass der erste Teilprozess (A) und der zweite Teilprozess (C) mindestens teilweise zeitlich überlappend ausgeführt werden, und in Vorbereitung des Teilprozesses (C) als Start des Teilprozesses (A) bereits ein nächster erst Abschnitt (14) des biegeschlaffen Materials (2, 2a) in das Biege-/Faltwerkzeug (13) zumindest eingeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Biegen des ersten Endbereichs (12) in einem Biege-/Faltwerkzeug (13) zur Ausbildung einer im Wesentlichen zu ihrer Längsachse symmetrischen Struktur unter mindestens teilweiser zeitlicher Überlappungen mit einer Überführung zu der Näheinheit (8) bei definiertem Ablängen eines Abschnitts (15) des biegeschlaffen Materials (2, 2a) durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrfaches Biegen des ersten End bereichs in dem Biege-/Faltwerkzeug (13) in einer Ebene oder um zueinander parallel orientierten Achsen durchgeführt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein erster Abschnitt (14) eines ersten biegeschlaffen Materials (2, 2a) vorgefaltet wird, in den mindestens ein zweiter Abschnitt (15) eines biegeschlaffen Materials (2, 2a) eingebracht wird und diese Anordnung aus zwei Abschnitten an eine Näheinrichtung (18) übergeben wird.
Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass auch der zweite Abschnitt (15) in einem Endbereich mindestens einmal gebogen wird, um dann mit dem ersten Abschnitt (14) vernäht zu werden.
nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anordnung aus mindestens einem vorgefalteten ersten Abschnitt (14) und mindestens einem in den Bereich der Vorfaltung eingebrachten zweiten Abschnitt (15) ausgerichtet wird und die Einzelteile in ihrer Lage fixiert werden, insbesondere durch mindestens eine Führung und/oder eine Klemmung in dem Biege-/Faltwerkzeug (13) und/oder im Bereich eines Nähfußes einer Näheinheit (18).
Vorrichtung zum Verarbeiten von biegeschlaffem Material (2, 2a) in Streifenform, insbesondere von textilem Gurtmaterial, mit einer Zuführeinrichtung (5), einem Biege-/Faltwerkzeug (13) und einer Näheinheit (18), dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zum Umsetzen eines Verfahrens nach ei nem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche dadurch besonders ausgebildet ist, dass das Biege-/Faltwerkzeug (13) zur Herstellung einer im Wesentlichen Pfeil-artige Struktur oder Anordnung aus dem biegeschlaffen Material (2) ausgebildet ist, die mindestens einem an dem Endbereich angeordneten freien Rastarm (29, 30) aufweist, wobei in der Vorrichtung (1) zwischen dem Biege-/Faltwerkzeug (13) und der Näheinheit (18) eine verfahrbare Überführeinrichtung (17) angeordnet ist.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Biege-/Faltwerkzeug (13) mindestens einen Halter (23) und eine Führungsschiene (22) aufweist, die an dem Biege-/Faltwerkzeug (13) zu einer Ausgangslage definiert parallel und längsverschieblich ist.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass an einem freien Ende (24) der Führungsschiene (22) stirnseitig eine Ausnehmung (25) vorgesehen ist, die als Umlenkeinrichtung für das Gurtmaterial (2) wirkt und insbesondere auch an die Stirnseite des freien Endes (24) anschließend eine gestuft rampenartig verlaufende Ausnehmung (26) vorgesehen ist, die als Querführung und/oder Niederhalter des Gurtabschnitts in dem Biege-/Faltwerkzeug (13) ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der drei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Biege-/Faltwerkzeug (13) modulartig austauschbar ausgebildet ist und bestimmte mechanische, elektrische, pneumatische, softwaretechnische und/oder sensorische oder messtechnische Hardware-Schnittstellen aufweist, wobei für den softwaretechnischen und/oder sensorischen oder messtechnischen Teil einer Schnittstelle vorzugsweise eine Steckercodierung vorgese hen ist.
Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das das Biege-/Faltwerkzeug (13) zum Fixieren, Klemmen und Biegen eines ersten Abschnitts (14) und/oder eines zweiten Abschnitts (15) vier pneumatische Aktuatoren umfasst.
Vorrichtung nach einem der zwei vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Greifer (16) an der Überführeinrichtung (17) vorgesehen ist, der an einer Übergabe-/Übernahmeposition relativ zu einer Lücke zwischen Haltern (23) des Biege-/Faltwerkzeugs (13) so positionierbar ist, dass der Greifer (16) an einem freien Ende (24) der Führungsschiene (22) vorbei die fixierte Anordnung aus erstem und zweitem Gurtabschnitt (14, 15) senkrecht zu einer Transportachse oder Längsachse der Vorrichtung (1) entnehmen kann.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schneideinheit mit Zuführeinrichtungen (5) mehrerer Massenspeicher (3, 3a) unter steuerbarer Auswahl eines jeweiligen biegeschlaffen Materials (2, 2a) gekoppelt ist.