DE102009049191B4

DE102009049191B4 - Device for workpieces made of limp materials for aligning, arching, clamping, folding and transporting

Info

Publication number: DE102009049191B4
Application number: DE102009049191.0A
Authority: DE
Inventors: Patentinhaber gleich
Original assignee: Individual
Current assignee: Duerkopp Adler AG
Priority date: 2008-10-30
Filing date: 2009-10-13
Publication date: 2016-05-04
Anticipated expiration: 2029-10-14
Also published as: DE202008014466U1; DE102009049191A1

Abstract

Vorrichtung (1, 55) für ein Werkstück (4, 8, 56, 57) aus biegeschlaffem Werkstoff mit mindestens einer Lage zum Bereitstellen für wenigstens einen der Fertigungsprozesse: Fügen, Trennen, Formgeben, Dekorieren, wobei die mindestens eine Lage eine ebene und/oder eine räumliche Ausdehnung aufweist, die Vorrichtung mit den Merkmalen: die Vorrichtung je nach dem wenigstens einen Fertigungsprozess mit – Ausrichtanschlägen (6, 7, 10) zum Ausrichten und/oder – Spannplatten (9, 16) zum Festspannen des Werkstücks (4, 8) und/oder – Führungselementen (11, 61, 62,) und Transportelementen (12) zum Führen und Transportieren des Werkstücks und/oder – Faltwerkzeugen (59, 60, 65) zum Falten des Werkstücks (56) und/oder – Mehrweitenelementen (5) zum Wölben des Werkstücks (4) wobei die Ausrichtanschläge (6, 7, 10) und/oder die Spannplatten (9, 16) und/oder die Faltwerkzeuge (59, 60, 65) und/oder die Mehrweitenelemente (5) und/oder die Führungselemente (11, 61, 62) und/oder Transportelemente (12) jeweils in Computer-Datensätzen definierte Ausdehnungen in drei Dimensionen aufweisen und als Einzelelemente zu einer Einheit miteinander verbunden sind, gekennzeichnet durch die weiteren Merkmale: – die Geometrie der Einheit ist in einem Gesamtdatensatz definiert, – die Vorrichtung (1, 55) ist unter Vermeidung jeglicher Fertigung von einzeln gefertigter Bauteile mit anschließendem Montageaufwand in einem generativen Fertigungsverfahren entsprechend dem Gesamtdatensatz als eine Einheit ausgebildet, wobei die Einheit zur Gestaltung der drei Dimensionen in einem ununterbrochenen Herstellungsverfahren einzelne miteinander fest verbundene, aus einer festen, pulverisierten oder flüssigen Ausgangsmasse durch einen Verbindungsvorgang erzeugte Schichten von unter einem Millimeter aufweist.Device (1, 55) for a workpiece (4, 8, 56, 57) of flexible material with at least one layer for providing at least one of the manufacturing processes: joining, separating, shaping, decorating, wherein the at least one layer is a plane and / or or a spatial extension, the device having the features: the device according to the at least one manufacturing process with - alignment stops (6, 7, 10) for aligning and / or - clamping plates (9, 16) for clamping the workpiece (4, 8 ) and / or guide elements (11, 61, 62,) and transport elements (12) for guiding and transporting the workpiece and / or folding tools (59, 60, 65) for folding the workpiece (56) and / or fullness elements ( 5) for arching the workpiece (4) wherein the alignment stops (6, 7, 10) and / or the clamping plates (9, 16) and / or the folding tools (59, 60, 65) and / or the full - width elements (5) and / or the guide elements (11, 61, 62) and / or transpo elements (12) each have defined dimensions in computer data sets in three dimensions and are connected to one another as individual elements, characterized by the further features: - the geometry of the unit is defined in an overall data set, - the device (1, 55) is formed while avoiding any manufacture of individually manufactured components with subsequent assembly work in a generative manufacturing process according to the overall data set as a unit, the unit for the design of three dimensions in a continuous manufacturing process individually interconnected, from a solid, powdered or liquid starting material has a bonding process produced layers of less than one millimeter.

Description

Die Erfindung betrifft Vorrichtungen für Werkstücke aus biegeschlaffen Werkstoffen in ebener oder räumlicher Ausdehnung mit einer oder mehreren Lagen zum Ausrichten, Wölben, Spannen, Falten, Transportieren für die Fertigungsprozesse: Fügen, Trennen, Formgeben, Dekorieren, die mit generativen Fertigungsverfahren erzeugt werden, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1The invention relates to devices for workpieces made of limp materials in planar or spatial extent with one or more layers for aligning, arching, clamping, folding, transporting for the manufacturing processes: joining, cutting, shaping, decorating, which are produced by generative manufacturing processes, according to Preamble of claim 1

Aus der DE 14 85 205 C3 , DE 81 09 780 U1 und DE 40 29 891 C1 sind derartige Vorrichtungen bekannt, bei der das Ausrichten, das Wölben und das Spannen von biegeschlaffen Werkstückteilen durch Einzelelemente erfolgt, die zu einer Funktionseinheit zusammengesetzt werden.From the DE 14 85 205 C3 . DE 81 09 780 U1 and DE 40 29 891 C1 Such devices are known in which the alignment, buckling and clamping of limp workpiece parts is performed by individual elements, which are assembled into a functional unit.

Nachteilig an den bekannten Vorrichtungen ist, dass die Einzelteile der Vorrichtung den individuellen Anforderungen der Anwender in sehr zeit- und kostenaufwendigen Einzelschritten gestaltet, gefertigt und anschließend zu einer Funktionseinheit zusammen montiert werden müssen. Die hier angewandten spanabhebenden Fertigungsverfahren bedingen diese Bauweise der Vorrichtung, die durch die Vielzahl der Einzelteile und deren Fertigung zu langen Lieferzeiten führen. Die Fertigung dieser Vorrichtungen nach den Anforderungen der Anwender erfordern hoch qualifizierte Fachkräfte, die nur begrenzt zu Verfügung stehen, was die schnelle Reaktion auf Marktanforderungen sehr stark einschränkt.A disadvantage of the known devices that the individual parts of the device designed the individual requirements of the user in very time-consuming and costly individual steps, manufactured and then assembled together to form a functional unit. The machining methods used here require this construction of the device, which lead to long delivery times due to the large number of items and their production. Manufacture of these devices according to user requirements requires highly skilled professionals with limited availability, which severely restricts rapid response to market demands.

Als weiterer Nachteil der Vorrichtung in dieser Bauweise wird die Verbindung der vielen Einzelteile zu einer gesamten Funktionseinheit mittels Schraubverbindungen angesehen, die beim robusten Betriebseinsatz sich lösen können und so zu erheblichen Funktionsstörungen und Qualitätseinbußen führen.Another disadvantage of the device in this design, the connection of many items to a whole functional unit is considered by means of screw that can solve the robust operation use and thus lead to significant malfunction and loss of quality.

Ferner lassen sich in der Entwurfsphase mittels rechnergestützter Verfahren sowohl Steifigkeits- als auch Gewichtsoptimierungen der Vorrichtung nicht wirkungsvoll durchführen, da die Schraubverbindungen, mit denen die einzelnen Elemente zu einer Funktionseinheit verbunden sind, keine exakte Modellierung und Berechnung erlauben.Furthermore, both stiffness and weight optimizations of the device can not be effectively performed in the design phase using computer-assisted methods, since the screw connections with which the individual elements are connected to a functional unit do not allow exact modeling and calculation.

Aus DE 16 60 924 C3 ist eine Vorrichtung zum Falten von Taschenzuschnitten bekannt, die in ähnlicher Bauweise aus einer Vielzahl von Einzelelementen aufgebaut ist, die alle zueinander exakt justiert und verschraubt werden müssen. Die sich aus dieser Bauweise ergebenden Nachteile sind denen, der oben geschilderten Beispiele gleich.Out DE 16 60 924 C3 a device for folding pocket blanks is known, which is constructed in a similar construction of a plurality of individual elements, all of which must be exactly adjusted and screwed to each other. The resulting from this design disadvantages are those of the above-described examples.

Aus DE 633710 A sind so genannte Einfasser bekannt, mit denen Stoffstreifen oder Kunststoffbänder durch Einfach oder Mehrfachfalten so geformt werden, dass eine rohe Stoffkante umhüllt und anschließend vernäht oder verschweißt bzw. verklebt werden kann.Out DE 633710 A So-called binders are known with which strips of fabric or plastic tapes are formed by single or multiple folds so that a raw fabric edge can be wrapped and then sewn or welded or glued.

Derartige Einfasser werden aus mehreren Blechstreifen geformt und zu einer Funktionseinheit verlötet. Diese Vorrichtungen, die nach den Anforderungen der Anwender individuell angefertigt werden, erfordern höchst qualifizierte und erfahrene Fachkräfte, die nur sehr begrenzt zu Verfügung stehen, was zu hohen Kosten und bei einer kumulierten Auftragslage zu sehr langen Lieferzeiten führt.Such binders are formed from a plurality of sheet metal strips and soldered to a functional unit. These devices, which are custom-made according to the requirements of the users, require highly qualified and experienced specialists, who are only very limited available, which leads to high costs and with a cumulated order situation to very long delivery times.

In DE 100 51 893 A1 wird ein selektives Lasersinterverfahren beschrieben, bei dem metallische Bauteile, insbesondere Werkzeugeinsätze, hergestellt werden. Ein in einem CAD System entworfenes Bauteil wird in einzelne Module zerlegt, die im generativen Schichtverfahren erzeugt und anschließend zu einer Endform, – z. B. einer Spritzgussform für groß dimensionierte Bauteile, – zusammen montiert werden.In DE 100 51 893 A1 a selective laser sintering method is described in which metallic components, in particular tool inserts, are produced. A component designed in a CAD system is broken down into individual modules, which are generated in the generative layering process and then converted into a final shape, eg. B. an injection mold for large-sized components, - are mounted together.

Der Entgegenhaltung sind keine Anregungen zu entnehmen, die Vorrichtung als eine Einheit unter Vermeidung jeglichen Montageaufwandes herzustellen.The document gives no suggestion to make the device as a unit while avoiding any assembly work.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung für Werkstücke aus biegeschlaffen Werkstoffen mit einer oder mehreren Lagen zum Ausrichten, Wölben, Falten und Spannen und anschließendem Fügen, Trennen, Formgeben oder Dekorieren als eine Einheit in ganzheitlicher Bauweise weiterzubilden, durch die die erwähnten Nachteile behoben sind, und die eine funktional einfach handhabbare, kostengünstige und schnell zu liefernde Ausführung ermöglicht.The invention has the object of developing a generic device for workpieces made of limp materials with one or more layers for aligning, buckling, folding and clamping and subsequent joining, separating, molding or decorating as a unit in an integrated design, through which the mentioned disadvantages are fixed, and which allows a functionally easy to use, cost-effective and quickly delivered execution.

Die Vorrichtung wird gemäß der Erfindungsaufgabe mit einem generativen Fertigungsverfahren, – auch unter dem Namen Rapid Prototyping oder Rapid Manufacturing bekannt –, hergestellt, welches eine ganzheitliche Bauweise mit geringen Kosten und Lieferzeiten ermöglicht. Diese Fertigungsweise erlaubt in Verbindung mit den bekannten rechnergestützten Entwurfstechniken (CAD) und Optimierungsverfahren (CAE) eine sehr große Gestaltungsfreiheit der Vorrichtung und gestattet die Integration aller benötigten Funktionselemente der Vorrichtung zu einer Einheit, die in einem Gesamtdatensatz definiert und in einem Fertigungsschritt mit einem generativen Fertigungsverfahren entsprechend dem Gesamtdatensatz als Einheit hergestellt wird.The device is according to the invention task with a generative manufacturing process, - also known under the name Rapid Prototyping or Rapid Manufacturing - produced, which allows a holistic design with low cost and delivery times. This manufacturing method, in conjunction with the known computer-aided design techniques (CAD) and optimization methods (CAE), allows a very large design freedom of the device and allows the integration of all the required functional elements of the device into a unit, which is defined in an overall data record and in a manufacturing step using a generative manufacturing method according to the total data set as a unit.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei der Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale.The solution of this object is achieved in the device according to the preamble of claim 1 by its characterizing features.

Mit der Erfindung gemäß den Merkmalen des Anspruchs 1 wird eine Vorrichtung zum Ausrichten, Wölben, Falten und Festspannen von Werkstücken aus biegeschlaffen Werkstoffen mit einer oder mehren Werksstücklagen für die Fertigungsprozesse: Fügen, Trennen, Formgeben und Dekorieren angegeben, die sich durch die Integration aller erforderlichen Funktionselemente zu einer ganzheitlichen Bauweise und anschließender Herstellung mit generativen Fertigungsverfahren als komplette Einheit ohne Montageaufwand auf der Basis eines 3D-Gesamtdatensatzes auszeichnet, wodurch eine sehr stabile und funktionssichere Ausführung mit geringen Herstellkosten und kurzen Lieferzeiten erreicht wird. Der Entwurf dieser Vorrichtung mit den bekannten rechnergestützten Entwurfsverfahren als ein komplettes 3D-Gesamtdatenmodell in ganzheitlicher Bauweise ermöglicht eine sehr schnelle und flexible Anpassung an die Anforderungen der Anwender mit einer funktionalen und kostenmäßigen Optimierung. The invention according to the features of claim 1, an apparatus for aligning, buckling, folding and clamping of workpieces made of limp materials with one or more Werksstücklagen for the manufacturing processes: joining, cutting, shaping and decorating is specified by the integration of all required Functional elements to a holistic design and subsequent production with generative manufacturing processes as a complete unit without installation effort based on a 3D-total data set is characterized, whereby a very stable and functionally reliable design with low production costs and short delivery times is achieved. The design of this device with the well-known computer-aided design methods as a complete 3D overall data model in a holistic design allows a very fast and flexible adaptation to the requirements of the user with a functional and cost optimization.

Die Ausgestaltungen der Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 2 und 3 führt durch die optimale Anpassung der Spannstufe an die Anforderungen der Anwender und deren Integration in einem 3D-Gesamtdatenmodell als eine Einheit mit anschließender Fertigung mit generativen Fertigungsverfahren in einem Fertigungsschritt zu einer einfachen, stabilen und kostengünstigen Ausführung mit hoher Funktionszuverlässigkeit.The embodiments of the device with the features of claim 2 and 3 leads by the optimal adaptation of the clamping stage to the requirements of users and their integration in a 3D overall data model as a unit with subsequent manufacturing with generative manufacturing processes in a single step to a simple, stable and cost-effective design with high functional reliability.

Die Weiterbildung der Vorrichtung mit den Merkmalen nach Anspruch 4 führt zu einer weiteren Verbesserung des Spannens, wodurch Unebenheiten des Werkstücks durch den federnden Ausgleich, der durch Schlitze unterbrochenen Spannstufe, ausgeglichen werden. Das Einbeziehen der Schlitze in das 3D-Gesamtdatenmodell führt mit der generativen Fertigung der Vorrichtung zu weiteren Kosteneinsparungen.The development of the device with the features of claim 4 leads to a further improvement of the tensioning, whereby unevenness of the workpiece by the resilient compensation, the interrupted by slots tension level, are compensated. The inclusion of the slots in the 3D overall data model leads to further cost savings with the generative production of the device.

Die Ausgestaltung der Vorrichtung nach Anspruch 5 führt durch die Integration weiterer Funktionselemente in das 3D-Gesamtdatenmodell und anschließender Fertigung mit generativen Herstellverfahren in einem Fertigungsschritt zu sehr hohen Kosteneinsparungen, kurzen Durchlaufzeiten und hoher Funktionszuverlässigkeit.The embodiment of the device according to claim 5 leads by the integration of further functional elements in the 3D overall data model and subsequent production with generative manufacturing process in a production step to very high cost savings, short lead times and high reliability.

Mit dem Merkmal nach Anspruch 6 wird das Querschnittsprofil des Mehrweitenelements zum räumlichen Wölben der oberen Werkstofflage relativ zur unteren Werkstofflage optimal an die Fügelinie angepasst, was zu einer deutlichen Qualitätsverbesserung des Fügeergebnisses führt. Durch die Integration weiterer Funktionselemente in das 3D-Gesamtdatenmodell und deren Fertigung mit generativen Herstellverfahren werden hohe Kosteneinsparungen und kurze Durchlaufzeiten erreicht.With the feature according to claim 6, the cross-sectional profile of the full-width element for spatial bulging of the upper material layer is adjusted optimally to the joint line relative to the lower material layer, resulting in a significant improvement in the quality of the joining result. The integration of further functional elements into the 3D overall data model and their production with generative manufacturing processes results in high cost savings and short throughput times.

Bei der Weiterbildung der Vorrichtung mit dem Merkmal nach Anspruch 7 werden durch das Einbeziehen von Funktionselementen für das Ausrichten, Führen, Transportieren, Spannen und Befestigen in ein 3D-Gesamtdatenmodell und anschließender Fertigung mit generativen Herstellverfahren in einem Fertigungsschritt deutliche Kosteneinsparungen und geringe Durchlaufzeiten erzielt.In the development of the device with the feature according to claim 7 significant cost savings and low cycle times are achieved by the inclusion of functional elements for aligning, guiding, transporting, clamping and fastening in a 3D overall data model and subsequent production with generative manufacturing process in a manufacturing step.

Mit der Ausgestaltung der Vorrichtung nach Anspruch 8 wird durch die Formoptimierung der Falt- und Befestigungselemente und deren Integration in einem 3D-Gesamtdatenmodell mit anschließender Herstellung in einem Fertigungsschritt mit generativen Fertigungsverfahren eine wesentliche Qualitätsverbesserung des Fügeergebnisses mit deutlichen Kosteneinsparungen erreicht.With the embodiment of the device according to claim 8 is achieved by the shape optimization of the folding and fastening elements and their integration in a 3D overall data model with subsequent production in a manufacturing step with generative manufacturing process, a significant quality improvement of the joining result with significant cost savings.

Mit der Integration der Codierung und des Namenszuges der Vorrichtung in einem 3D-Gesamtdatenmodell mit anschließender Herstellung in einem Fertigungsschritt mit generativen Fertigungsverfahren nach Anspruch 9 wird eine exakte Zuordnung der Vorrichtung zum Prozessprogramm, und durch die Lesbarkeit des Namenszuges der Vorrichtung eine bessere Mensch/Maschine Kommunikation, erreicht, was zu einer Erhöhung der Prozesssicherheit führt.With the integration of the coding and the name of the device in a 3D overall data model with subsequent production in a production step with generative manufacturing method according to claim 9 is an exact assignment of the device to the process program, and by the readability of the name of the device better human / machine communication , which leads to an increase in process reliability.

Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele anhand der Zeichnungen. Es zeigt:Further features, advantages and details of the invention will become apparent from the following description of some embodiments with reference to the drawings. It shows:

1 eine Vorrichtung zum Wölben und Spannen von zwei Werkstücklagen aus biegeschlaffen Werkstoffen im geöffneten Ladezustand in Schnittdarstellung A-B, 1 a device for arching and clamping two workpiece layers of limp materials in the open state of charge in sectional view AB,

2 eine Vorrichtung zum Wölben und Spannen von zwei Werkstücklagen aus biegeschlaffen Werkstoffen im geschlossenen Prozesszustand in Schnittdarstellung A-B, 2 a device for arching and clamping two workpiece layers of non-rigid materials in the closed process state in sectional view AB,

3 eine Vorrichtung zum Wölben und Spannen von zwei Werkstücklagen aus biegeschlaffen Werkstoffen im geschlossenen Prozesszustand in Draufsicht, 3 a device for arching and clamping two workpiece layers of limp materials in the closed process state in plan view,

4 eine Vorrichtung zum Falten von Werkstückstreifen aus biegeschlaffen Werkstoffen in isometrischer Darstellung, 4 a device for folding workpiece strips from limp materials in isometric representation,

5 eine Vorrichtung zum Falten von Werkstückstreifen aus biegeschlaffen Werkstoffen in Vorderansicht 5 a device for folding workpiece strip of limp materials in front view

6 eine Vorrichtung zum Falten von Werkstückstreifen aus biegeschlaffen Werkstoffen in Schnittdarstellung C-D, 6 a device for folding workpiece strips from limp materials in sectional view CD,

7 eine Vorrichtung zum Falten von Werkstückstreifen aus biegeschlaffen Werkstoffen in Draufsicht mit partiellen Schnittöffnungen. 7 a device for folding workpiece strip of limp materials in plan view with partial cutting openings.

Beispiel 1example 1

Das erste Beispiel s. 1, 2, und 3 zeigt eine Vorrichtung (1) zum Fügen durch Nähen und Beschneiden von zwei biegeschlaffen Werkstückteilen (4) und (8) entlang einer Fügelinie (2) und einer äquidistanten Schnittlinie (3).The first example s. 1 . 2 , and 3 shows a device ( 1 ) for joining by sewing and trimming two limp workpiece parts ( 4 ) and ( 8th ) along a joint line ( 2 ) and an equidistant cut line ( 3 ).

1 zeigt die Vorrichtung (1) im geöffneten Ladezustand mit dem oberen Werkstückteil (4), das auf dem Mehrweitenelement (5) aufliegt und an den Ausrichtanschlägen (6) und (7) ausgerichtet wird. Das untere Werkstückteil (8) liegt auf der unteren Spannplatte (9) auf und wird an der Ausrichtfläche (10) ausgerichtet. 1 shows the device ( 1 ) in the opened state of charge with the upper workpiece part ( 4 ) located on the fullness element ( 5 ) and at the alignment stops ( 6 ) and ( 7 ) is aligned. The lower workpiece part ( 8th ) lies on the lower clamping plate ( 9 ) and is at the alignment surface ( 10 ).

Die untere Spannplatte (9) ist als ganzheitliches Bauteil ausgebildet, in die der Führungskanal (11), die Ausrichtfläche (10), die Transportelemente (12), die äquidistant zur Fügelinie (2) verlaufen, der Verschlusssteg (13) und die Lagerböcke (14) und (15) integriert sind, die als ein 3D-Gesamtdatenmodell entworfen und mit einem generativen Herstellungsverfahren Schicht für Schicht aus erhitzter Kunststoffmasse oder aus einer durch eine Wärmequelle erhitzten Werkstoffpulver zu einer fertigen Einheit aufgebaut wird.The lower clamping plate ( 9 ) is designed as a holistic component into which the guide channel ( 11 ), the alignment surface ( 10 ), the transport elements ( 12 ), which equidistant to the joint line ( 2 ), the locking bar ( 13 ) and the bearing blocks ( 14 ) and ( 15 ), which is designed as a 3D overall data model and constructed into a finished unit by a generative manufacturing process layer by layer from heated plastic mass or from a material powder heated by a heat source.

Die obere Spannplatte (16) ist ebenfalls als ein ganzheitliches Bauteil ausgebildet, in die die Spannschieberführung (17) für den Spannschieber (18) und die Drehlageraugen (19) und (20) integriert sind, die ebenfalls in einem 3D-Gesamtdatenmodell entworfen und mit generativen Herstellverfahren als eine Einheit gefertigt wird.The upper clamping plate ( 16 ) is also formed as a holistic component into which the clamping slide guide ( 17 ) for the cocking slide ( 18 ) and the pivot eyes ( 19 ) and ( 20 ), which is also designed in a 3D overall data model and manufactured as a unit using generative manufacturing techniques.

Die Spannstufe (22) mit der Spannkante (21), s. 1, u. 3, der oberen Spannplatte (16), die in ihrem Verlauf äquidistant der Fügelinie (2) folgt, ist als rau strukturierte Spannfläche (23) mit einer dazwischen liegenden anderen Werkstoffschicht (52) ausgeführt und durch Schlitze (24), s. 3, unterbrochen, um Unebenheiten des Werkstückes elastisch auszugleichen und einen Werkstückverschub relativ zur Vorrichtung während des Fügeprozesses zu vermeiden. Alle diese Elemente sind in die obere Spannplatte (16) integriert und werden, wie erwähnt, in einem Gesamtdatensatz als Einheit entworfen und in einem Fertigungsschritt mit generativen Herstellverfahren komplett als ganzheitliches Bauteil hergestellt.The tension level ( 22 ) with the clamping edge ( 21 ), s. 1 , u. 3 , the upper clamping plate ( 16 ), which in their course equidistant from the joint line ( 2 ) is, as a rough structured clamping surface ( 23 ) with an intervening other material layer ( 52 ) and through slots ( 24 ), s. 3 interrupted to compensate for unevenness of the workpiece elastically and to avoid a workpiece displacement relative to the device during the joining process. All these elements are in the upper clamping plate ( 16 ) and are, as mentioned, designed in a complete data set as a unit and manufactured in a manufacturing step with generative manufacturing process completely as a holistic component.

Das Mehrweitenelement (5), s. 1, mit dem eine räumliche Wölbung des oberen Werkstückteils (4) relativ zum unteren Werkstückteil (8) erreicht wird und welches an der Außenlinie (25) äquidistant zu Fügelinie (2) verläuft, kann in seinem Querschnittsprofil (26) an die Anforderungen der Anwendung optimal angepasst werden. Die in das Mehrweitenelement (5) integrierten Drehlageraugen (27) und (28) und der Öffnungsanschlag (33) werden ebenfalls als 3D-Gesamtdatenmodell entworfen und mit generativen Herstellverfahren gefertigt. Durch die Öffnung (29) und (30) der Drehlageraugen (19), (20) von oberer Spannplatte (16) und den Öffnungen (31) und (32) an den Drehlageraugen (27) und (28) vom Mehrweitenelement (5) lassen sich sehr einfach, schnell und ohne Werkzeug die untere Spannplatte (9), das Mehrweitenelement (5) und die obere Spannplatte (16) mit dem Spannschieber (16), der als Standardteil in gleicher Weise entworfen und gefertigt werden kann, aus ihrem Verbund lösen und danach wieder zu einer Einheit zusammensetzen.The full-width element ( 5 ), s. 1 , with which a spatial curvature of the upper part of the workpiece ( 4 ) relative to the lower workpiece part ( 8th ) and which on the outline ( 25 ) equidistant to joint line ( 2 ), in its cross-sectional profile ( 26 ) are optimally adapted to the requirements of the application. Into the fullness element ( 5 ) integrated pivot eyes ( 27 ) and ( 28 ) and the opening stop ( 33 ) are also designed as a 3D overall data model and manufactured using generative manufacturing processes. Through the opening ( 29 ) and ( 30 ) of the pivot bearing eyes ( 19 ) 20 ) of upper clamping plate ( 16 ) and the openings ( 31 ) and ( 32 ) at the pivot bearing eyes ( 27 ) and ( 28 ) of the fullness element ( 5 ) can be very easily, quickly and without tools, the lower clamping plate ( 9 ), the fullness element ( 5 ) and the upper clamping plate ( 16 ) with the cocking slide ( 16 ), which can be designed and manufactured as a standard part in the same way, detach from their composite and then reassemble into a single unit.

2 zeigt die Vorrichtung (1) im geschlossenen Zustand mit den zur Nähanlage (63) gehörenden Prozesselementen Nadel (34), Messer (35), Transportzahnrad (36), das im Eingriff mit den Transportelementen (12) steht, dem Untertransport (37) mit Drückerfuß (71) und dem Führungsnocken (38), der die Vorrichtung entlang des Führungskanals (11) führt und die Fügelinie (2) abbildet. Anstelle der mechanischen Transport und Führungselemente (12), (36), (37), (38), (71) und (11) können auch alternativ numerisch gesteuerte Handhabungsgeräte oder Führungssysteme die Funktion der Führung entlang der Fügelinie (2) übernehmen. 2 shows the device ( 1 ) in the closed state with the to the sewing unit ( 63 ) belonging to process elements needle ( 34 ), Knife ( 35 ), Transport gear ( 36 ) engaged with the transport elements ( 12 ), the bottom feed ( 37 ) with presser foot ( 71 ) and the guide cam ( 38 ), the device along the guide channel ( 11 ) and the joint line ( 2 ) maps. Instead of mechanical transport and guide elements ( 12 ) 36 ) 37 ) 38 ) 71 ) and ( 11 ) Alternatively, numerically controlled handling devices or guide systems can also function as guides along the joint line (FIG. 2 ) take.

Zu Identifizierung der Vorrichtung (1) und deren Zuordnung zum vorgesehenen Arbeitsgang ist die obere Spannplatte (16) mit einem Namenszug (53) und mit einer codierten Loch- oder Stiftreihe versehen, die von einem Sensor abgefragt wird.For identification of the device ( 1 ) and their assignment to the intended operation, the upper clamping plate ( 16 ) with a name ( 53 ) and provided with a coded row of holes or pens, which is queried by a sensor.

Der Namenszug (53) und die codierte Stift oder Lochreihe (54) werden Zusammen mit der oberen Spannplatte (16) im 3D-Gesamtdatenmodell entworfen und wie erwähnt, in einem Schritt mit generativen Fertigungsverfahren hergestellt.The name train ( 53 ) and the coded pin or row of holes ( 54 ) together with the upper clamping plate ( 16 ) in the 3D overall data model and, as mentioned, manufactured in one step using additive manufacturing techniques.

Die Arbeitsweise der Vorrichtung (1) ist wie folgt:
Im geöffneten Ladezustand der Vorrichtung (1), s. 1, wird das obere Werkstückteil (4) auf das Mehrweitenelement (5) aufgelegt und an den Ausrichtanschlägen (6) und (7) ausgerichtet. Danach wird das untere Werkstückteil (8) auf die untere Spannplatte (9) aufgelegt und an der Ausrichtfläche (10) positioniert. Anschließend wird der Spannschieber (18), der in der Spannschieberführung (17) in einer Trapezführung geführt wird, über den Schieberknopf (39) in Bewegungsrichtung (40) geschoben, bis die Verschlussstegzapfen (42) und (43) den Durchbruch (44) erreicht haben. In dieser Lage können die Verschlussstegzapfen (42) und (43) durch den Durchbruch (44) hindurch treten, so dass die obere Spannplatte (16) zusammen mit dem Mehrweitenelement (5) drehend um die Lagerböcke (14) und (15) auf die untere Spannplatte (9) aufsetzen kann, s. 2. Danach muss der Spannschieber (18) über den Schieberknopf (39) in Bewegungsrichtung (41) so weit geschoben werden, bis die Verschlusszapfen (45) und (46) an die keilförmigen Spannflächen (47) und (48) aufsetzen und die obere Spannlatte (16) zusammen mit den Werkstückteilen (4) und (8), dem Mehrweitenelement (5) und der unteren Spannplatte miteinander verspannen. Dabei dringt die Mehrweitenstufe (49) der oberen Spannplatte (16) in die Mehrweitensenke (50) des Mehrweitenelements (5) ein und formt das obere Werkstückteil (4) entsprechend räumlich, wodurch eine Wölbung des oberen Werkstückteils (4) relativ zum unteren Werkstückteil (8) erzeugt wird.The operation of the device ( 1 ) is as follows:
In the opened state of charge of the device ( 1 ), s. 1 , the upper workpiece part ( 4 ) on the fullness element ( 5 ) and at the alignment stops ( 6 ) and ( 7 ). Thereafter, the lower workpiece part ( 8th ) on the lower clamping plate ( 9 ) and at the alignment surface ( 10 ). Then the cocking slide ( 18 ), which in the clamping slide guide ( 17 ) is guided in a trapezoidal guide, via the slide button ( 39 ) in the direction of movement ( 40 ) until the locking trunnions ( 42 ) and ( 43 ) the break through ( 44 ) achieved. In this position, the locking trunnions ( 42 ) and ( 43 ) through the breakthrough ( 44 ), so that the upper clamping plate ( 16 ) together with the fullness element ( 5 ) turning around the bearing blocks ( 14 ) and ( 15 ) on the lower clamping plate ( 9 ), s. 2 , Thereafter, the cocking slide ( 18 ) via the slider button ( 39 ) in the direction of movement ( 41 ) are pushed so far until the plug ( 45 ) and ( 46 ) to the wedge-shaped clamping surfaces ( 47 ) and ( 48 ) and the upper clamping bar ( 16 ) together with the workpiece parts ( 4 ) and ( 8th ), the fullness element ( 5 ) and the lower clamping plate clamp together. In doing so, the fullness step ( 49 ) of the upper clamping plate ( 16 ) in the multipiece sink ( 50 ) of the fullness element ( 5 ) and forms the upper workpiece part ( 4 ) spatially corresponding, whereby a curvature of the upper workpiece part ( 4 ) relative to the lower workpiece part ( 8th ) is produced.

Anschließend wird dann die Vorrichtung (1), s. 2, zum Fügen und Beschneiden der Werkstückteile (4) und (8) einer Nähanlage (63) zugeführt, in der sie am Führungsnocken (38) entlang des Führungskanals (11) durch das Zusammenwirken von Transportrad (36) mit dem Untertransport (37) und Drückerfuß (71) bewegt wird, und dabei die Werkstückteile (4) und (8) gleichzeitig mittels der Nadel (34) zusammen näht und mit dem Messer (35) entlang der Schnittlinie (3) beschneidet.Then the device ( 1 ), s. 2 , for joining and trimming workpiece parts ( 4 ) and ( 8th ) of a sewing unit ( 63 ), in which they on the guide cam ( 38 ) along the guide channel ( 11 ) by the interaction of transport wheel ( 36 ) with the bottom feed ( 37 ) and presser foot ( 71 ), and thereby the workpiece parts ( 4 ) and ( 8th ) simultaneously by means of the needle ( 34 ) together and with the knife ( 35 ) along the cutting line ( 3 ).

Nach dem Füge und Schneidvorgang wird die Vorrichtung (1) aus der Nähanlage (63) entnommen und der Spannschieber (18) am Schieberknopf (39) in Richtung (40) geschoben bis die Verschlusszapfen (45) und (46) den Durchbruch (44) erreicht haben. In dieser Lage wird die obere Spannplatte (16) mit dem Mehrweitenelement (5) um die Lagerböcke (14) und (15) geschwenkt bis die Verschlusszapfen (42) und (43) die untere Schieberfläche (51) erreicht haben. Anschließend wird dann der Spannschieber (18) in Richtung (41) bewegt, sodass die Verschlusszapfen (42) und (43) auf der unteren Schieberfläche (51) bis zur Lage, wie in 1 dargestellt, gleiten und die obere Spannplatte (16) mit dem Mehrweitenelement (5), das am Öffnungsanschlag (33) hängt, in einer stabilen Position hält. In dieser Position können dann die gefügten und beschnittenen Werkstücke (4) und (8) der Vorrichtung (1) entnommen und diese wieder neu beladen werden.After joining and cutting, the device ( 1 ) from the sewing unit ( 63 ) and the cocking slide ( 18 ) on the slide button ( 39 ) in the direction ( 40 ) pushed until the plugs ( 45 ) and ( 46 ) the break through ( 44 ) achieved. In this position, the upper clamping plate ( 16 ) with the fullness element ( 5 ) around the bearing blocks ( 14 ) and ( 15 ) until the locking pins ( 42 ) and ( 43 ) the lower slide surface ( 51 ) achieved. Then the cocking slide ( 18 ) in the direction ( 41 ), so that the locking pins ( 42 ) and ( 43 ) on the lower slide surface ( 51 ) to the location, as in 1 shown, slide and the upper clamping plate ( 16 ) with the fullness element ( 5 ), which at the opening stop ( 33 ), keeps in a stable position. In this position, the joined and cut workpieces ( 4 ) and ( 8th ) of the device ( 1 ) and these are reloaded again.

Beispiel 2Example 2

In diesem Beispiel, s. 4, 5, 6 und 7 wird eine Vorrichtung (55) zum Falten eines biegeschlaffen Werkstückstreifens (56) und Einfassen eines weiteren biegeschlaffen Werkstückteils (57) mit anschließendem Fügen durch Nähen entlang einer Fügelinie (58) gezeigt. Die Vorrichtung (55) ist in ganzheitlicher Bauweise ausgebildet in die der Faltkern (59), die Tunnelführung (60), die Führungsstege (61), (62) und die Befestigung (70) integriert sind, die als 3D-Gesamtdatenmodell entworfen und mit generativen Herstellverfahren als Einheit gefertigt wird.In this example, s. 4 . 5 . 6 and 7 becomes a device ( 55 ) for folding a limp workpiece strip ( 56 ) and enclosing another limp workpiece part ( 57 ) followed by sewing by sewing along a joint line ( 58 ). The device ( 55 ) is designed in a holistic construction in which the folding core ( 59 ), the tunneling ( 60 ), the guide bars ( 61 ) 62 ) and the attachment ( 70 ), which is designed as a 3D overall data model and manufactured using generative manufacturing processes as a unit.

7 zeigt die Vorrichtung (55) in Draufsicht mit partiellen Schnittöffnungen, die mit ihrer Befestigung (70) über ein Schraubelement (73) mit einer Nähanlage (63) verbunden ist. Der Werkstückstreifen (56) wird als flaches Endlosband von einer Vorratsrolle (72) kommend, allmählich um den Faltkern (59) räumlich vorgefaltet und erhält nach dem Passieren der Tunnelführung (60) eine U-förmige Faltform (64). An der Kante (65) wird die U-förmige Faltform (64) des Werkstückstreifens (56) um 90° in Richtung (66) umgelenkt und in dem Kanal (67) mit gleicher U-Form an den Führungsstegen (61) und (62) weiter geführt. 7 shows the device ( 55 ) in plan view with partial cut openings, with their attachment ( 70 ) via a screw element ( 73 ) with a sewing unit ( 63 ) connected is. The workpiece strip ( 56 ) is a flat endless belt from a supply roll ( 72 ), gradually around the folding core ( 59 spatially prefolded and receives after passing the tunnel guide ( 60 ) a U-shaped folding form ( 64 ). At the edge ( 65 ), the U-shaped folding form ( 64 ) of the workpiece strip ( 56 ) by 90 ° in the direction ( 66 ) and in the channel ( 67 ) with the same U-shape on the guide webs ( 61 ) and ( 62 ) continue.

In die offene Seite der Faltform (68) des gefalteten Werkstückstreifens (56) wird das Werkstückteil (57) dicht an die Wölbung (69) eingeschoben und zusammen an der Fügelinie (58) durch eine Naht mittels einer Nähanlage (63) zusammen gefügt.In the open side of the folding form ( 68 ) of the folded workpiece strip ( 56 ) the workpiece part ( 57 ) close to the curvature ( 69 ) and together at the joint line ( 58 ) by a seam by means of a sewing unit ( 63 ) joined together.

Diese beiden Beispiele repräsentieren eine Vielzahl ähnlich gearteter Vorrichtungen für die Bearbeitung von Werkstücken aus biegeschlaffen Werkstoffen, die in ganzheitlicher Bauweise als 3D-Modelle entworfen und mit generativen Fertigungsverfahren als eine Einheit hergestellt werden können.These two examples represent a variety of similar devices for machining workpieces from limp materials, which can be designed in a holistic design as 3D models and manufactured with additive manufacturing processes as a unit.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vorrichtungcontraption
22: Fügeliniejoint line
33: Schnittlinieintersection
44: oberes WerkstückteilUpper workpiece part
55: MehrweitenelementFullness element
66: Ausrichtanschlagaligning stop
77: Ausrichtanschlagaligning stop
88th: unteres Werkstückteillower workpiece part
99: untere Spannplattelower clamping plate
1010: Ausrichtflächealignment
1111: Führungskanalguide channel
1212: Transportelementetransport elements
1313: Verschlusssteglocking bar
1414: Lagerbockbearing block
1515: Lagerbockbearing block
1616: obere Spannplatteupper clamping plate
1717: SpannschieberführungClamping slide guide
1818: Spannschieberclamping slide
1919: Drehlagerauge ob. SpannplatteSwivel eye whether
2020: Drehlagerauge ob. SpannplatteSwivel eye whether
2121: Spannkanteclamping edge
2222: Spannstufeclamping level
2323: raue Spannflächerough clamping surface
2424: Schlitzeslots
2525: Außenlinieoutline
2626: QuerschnittsprofilCross-sectional profile
2727: Drehlagerauge Mehrweitenel.Turning bearing eye Mehrweitenel.
2828: Drehlagerauge Mehrweitenel.Turning bearing eye Mehrweitenel.
2929: Öffnung obere SpannplatteOpening upper clamping plate
3030: Öffnung obere SpannplatteOpening upper clamping plate
3131: Öffnung MehrweitenelementOpening fullness element
3232: Öffnung MehrweitenelementOpening fullness element
3333: Öffnungsanschlagopening stop
3434: Nadelneedle
3535: Messerknife
3636: TransportradTransport wheel
3737: Untertransportbottom feed
3838: Führungsnockenguide cam
3939: Schieberknopfslide button
4040: Bewegungsrichtungmovement direction
4141: Bewegungsrichtungmovement direction
4242: VerschlussstegzapfenClosure flight pins
4343: VerschlussstegzapfenClosure flight pins
4444: Durchbruchbreakthrough
4545: VerschlussstegzapfenClosure flight pins
4646: VerschlussstegzapfenClosure flight pins
4747: Spannflächeclamping surface
4848: Spannflächeclamping surface
4949: MehrweitenstufeFullness stage
5050: MehrweitensenkeFullness Valley
5151: untere Schieberflächelower slide surface
5252: WerkstoffschichtMaterial layer
5353: NamenszugNamenszug
5454: codierte Stiftreihecoded pin row
5555: Vorrichtungcontraption
5656: WerkstückstreifenWorkpiece strip
5757: WerkstückteilWorkpiece part
5858: Fügeliniejoint line
5959: Faltkerncollapsible core
6060: TunnelführungConstruction Tour
6161: Führungsstegguide web
6262: Führungsstegguide web
6363: Nähanlagesewing
6464: U-förmige FaltformU-shaped fold form
6565: Kanteedge
6666: Richtungdirection
6767: Kanalchannel
6868: offene Seite Faltformopen side fold form
6969: Wölbungbulge
7070: Befestigungattachment
7171: Drückerfußpresser
7272: Vorratsrollesupply roll
7373: Schraubelementscrew

Claims

Contraption ( 1 . 55 ) for a workpiece ( 4 . 8th . 56 . 57 ) of flexible material with at least one layer for providing for at least one of the manufacturing processes: joining, separating, shaping, decorating, wherein the at least one layer has a planar and / or a spatial extent, the device having the features: the device depending on the at least one manufacturing process with - alignment stops ( 6 . 7 . 10 ) for aligning and / or - clamping plates ( 9 . 16 ) for clamping the workpiece ( 4 . 8th ) and / or guiding elements ( 11 . 61 . 62 ,) and transport elements ( 12 ) for guiding and transporting the workpiece and / or folding tools ( 59 . 60 . 65 ) for folding the workpiece ( 56 ) and / or - fullness elements ( 5 ) for arching the workpiece ( 4 ) where the alignment stops ( 6 . 7 . 10 ) and / or the clamping plates ( 9 . 16 ) and / or the folding tools ( 59 . 60 . 65 ) and / or the fullness elements ( 5 ) and / or the guiding elements ( 11 . 61 . 62 ) and / or transport elements ( 12 ) each have defined dimensions in computer data sets in three dimensions and are connected to one another as individual elements, characterized by the further features: - the geometry of the unit is defined in an overall data set, - the device ( 1 . 55 ) is formed as one unit, avoiding any manufacture of individually manufactured components with subsequent assembly work in a generative manufacturing process corresponding to the entire data set, the unit for designing the three dimensions in an uninterrupted manufacturing process individually bonded together, from a solid, powdered or liquid starting material having layers created by a bonding process of less than one millimeter.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the upper clamping plate ( 16 ) a tension stage ( 22 ), which is defined as a unit in a total data set and manufactured as a unit in a manufacturing step using generative manufacturing methods corresponding to the entire data set.

Contraption ( 1 ) according to claims 1 to 2, characterized in that the tensioning stage ( 22 ) a rough structured clamping surface ( 23 ) and / or another material layer ( 52 ), which is adaptable in shape and material and with the upper clamping plate ( 16 ) is defined as a unit in a total data set and produced as a unit in a manufacturing step using generative manufacturing methods corresponding to the overall data set.

Contraption ( 1 ) according to claims 1 to 3, characterized in that the tensioning stage ( 22 ) along the clamping edge ( 21 ) through slots ( 24 ) is interrupted, which are freely adaptable in position and shape, and with the clamping plate ( 16 ) is defined as a unit in a total data set and produced as a unit in a manufacturing step using generative manufacturing techniques corresponding to the overall data set.

Contraption ( 1 ) according to claim 1, characterized in that the upper clamping plate ( 16 ) With Swivel eyes ( 19 . 20 ) and / or openings ( 29 . 30 ) and / or with a clamping slide guide ( 17 ) is defined as a unit in a total data set and produced as a unit in a manufacturing step using generative manufacturing techniques corresponding to the overall data set.

Contraption ( 1 ) according to claim 1 to 5, characterized in that for the curvature of the upper workpiece part ( 4 ) relative to the lower workpiece part ( 8th ) the fullness element ( 5 ) with a cross-sectional profile ( 26 ) and the pivot eyes ( 27 . 28 ) and / or the openings ( 31 . 32 ) and / or the alignment stops ( 6 . 7 ) and / or an opening stop ( 33 ) is defined as a unit in a total data set and produced as a unit in a manufacturing step using generative manufacturing techniques corresponding to the overall data set.

Contraption ( 1 ) according to claim 1 to 5, characterized in that the lower clamping plate ( 9 ) with bearing blocks ( 14 . 15 ), and / or with a stop surface ( 10 ) and / or with a guide channel ( 11 ), and / or with transport elements ( 12 ), and / or with a closure web ( 13 ) is defined as a unit in a total data set and produced as a unit in a manufacturing step using generative manufacturing techniques corresponding to the overall data set.

Contraption ( 55 ) according to claim 1, characterized in that the folding tools ( 59 . 60 . 65 . 67 ) with a fastening ( 70 ) is defined as a unit in a total data set and produced as a unit in a manufacturing step using generative manufacturing techniques corresponding to the overall data set.

Contraption ( 1 ) according to claim 1 to 8, characterized in that the upper clamping plate ( 16 ) with a name ( 53 ) and / or with a coded pin / hole row ( 54 ) is defined as a unit in a total data set and produced as a unit in a manufacturing step using generative manufacturing techniques corresponding to the overall data set.