DE102023108524A1

DE102023108524A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Nähen einer dreidimensionalen geformten Komponente und mit dem Verfahren gebildete Komponenten

Info

Publication number: DE102023108524A1
Application number: DE102023108524.7A
Authority: DE
Inventors: Edward J. Wenzel; Ramez M. Habhab
Original assignee: Inteva Products LLC
Current assignee: Inteva Products LLC
Priority date: 2022-04-04
Filing date: 2023-04-03
Publication date: 2023-10-05
Also published as: DE202023101706U1; JP2023153099A; FR3134122A1; KR20230143119A

Abstract

Es sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anbringen von Nähten auf eine dekorative Komponente mit einer dreidimensionalen Konfiguration geschaffen. Ein Kopf zum Anbringen von Nähten auf eine dekorative Komponente mit einer dreidimensionalen Konfiguration umfasst: eine Nadelstangenanordnung, die mit dem Kopf wirksam gekoppelt ist; einen Greifer, der dazu konfiguriert ist, mit der Nadelstangenanordnung zusammenzuwirken, um mehrere Stiche in der dekorativen Komponente zu erzeugen, wobei sich der Greifer in einer Ebene parallel zu der dekorativen Komponente dreht; eine Säulenanordnung, die konfiguriert ist, um den Greifer in der Ebene in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben, wobei die Säulenanordnung mit einem Motor betriebsmäßig gekoppelt ist, der konfiguriert ist, um die Nadelstangenanordnung in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben, wobei die Säulenanordnung über eine Zylinderarmanordnung und eine Abwärtswellenanordnung mit dem Kopf wirksam gekoppelt ist; und wobei die Zylinderarmanordnung mit einem Schwingrahmen durch eine mechanische Verbindung, die eine Schwingrahmen-Antriebswelle mit der Zylinderarmanordnung verbindet, synchron gedreht wird.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Es wird auf die am 6. August 2019 eingereichte US-Patentanmeldung Nr. 16/533,345 verwiesen, die eine Teilanmeldung der am 6. Oktober 2015 eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 14/876,636 , nun US-Patent Nr. 10,421,413 , ist, die die Priorität der vorläufigen US-Anmeldung mit dem Aktenzeichen 62/060,487 beansprucht, die am 6. Oktober 2014 eingereicht wurde, deren aller Inhalte jeweils durch Bezugnahme darauf hierin aufgenommen sind.
HINTERGRUND
Diese Erfindung betrifft eine Innenraumstruktur für einen Fahrzeuginnenraum. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Nähen von Fahrzeuginnenraumkomponenten. Noch weiter betreffen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Anbringen einer Ziernaht auf einem Verkleidungsteil, das eine dreidimensionale Konfiguration aufweist, unabhängig davon, ob es in einem Fahrzeug verwendet wird oder nicht.
Die meisten Nähte, die in einem Kraftfahrzeuginnenraum vorzufinden sind, sind funktionaler Art, wobei zwei oder mehrere Materialstücke (Leder, Vinyl, TPO, Stoff usw.) aus einem Muster ausgeschnitten und zusammengenäht (Cut-n-Sew) werden, bevor sie um eine Komponente, wie beispielsweise ein Sitzpolster, eine Kopfstütze, eine Armlehne, eine Konsolenabdeckung, ein Instrumententafelsubstrat usw. gewickelt werden. Solche Funktionsnähte sind sehr arbeitsintensiv und werden normalerweise nur dort verwendet, wo sie bei Fahrzeugen der unteren Klasse und Mittelklasse erforderlich sind. Funktionsnähte an dekorativen Komponenten, wie beispielsweise Instrumententafelhalterungen und Türverkleidungen, sind aus Kostengründen in der Regel auf höherklassige Fahrzeuge beschränkt.
In den letzten Jahren haben Automobil-Erstausrüster (OEMs) ein Interesse daran gezeigt, das „genähte“ Aussehen auf mehr Fahrzeuge über einen breiteren Bereich von Preisklassen anzuwenden. In einigen Anwendungen wurde eine simulierte, nicht funktionale Naht verwendet, aber die Möglichkeit, eine simulierte Naht in einer Kontrastfarbe anzubieten, ist derzeit produktionstechnisch nicht machbar. Außerdem verlangen immer mehr OEMs, dass eine echte oder „lebendige“ Naht auf dekorativen Komponenten verwendet wird, um das Aussehen und die Haptik einer echten Cut-n-Sew-Komponente zu erzielen.
Gegenwärtige Methoden zum Platzieren einer Ziernaht auf einer vorgeformten 3D-Fahrzeugverkleidungskomponente bestehen darin, das Teil (Haut, Haut/Schaumstoff oder Haut/Schaumstoff/Substrat) mit einer Nadel von der Oberseite des Teils aus durchzustechen und einen Haken oder Greifer, der sich auf der Rückseite des Teils befindet, zu ergreifen. Diese Methoden erfordern den Zugang sowohl zur Vorder- als auch zur Rückseite des Teils, was häufig die Position der Stichplatzierung auf den Teilen einschränkt. Das Platzieren von Stichen an Stirnseiten, scharfen Ecken und stark konturierten Oberflächen, wie sie häufig bei echten ausgeschnittenen und genähten, umwickelten Fahrzeuginnenverkleidungen zu sehen sind, ist oft sehr schwierig.
Zum Beispiel bleibt das Anbringen von Stichen in der Richtung senkrecht zu und über den Rand eines halbsteifen Teils schwierig, da die Anforderungen an die Stichplattentiefe bei bestehenden Maschinen eine Anpassung der Platte an die kleinen Radien verhindern. Außerdem kann das Nähen um kleine Radien in der Ebene schwierig sein, da vordefinierte Abstände für die Stichplattenbewegung erforderlich sind.
Dementsprechend ist es wünschenswert, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Erzeugen einer lebendigen, nicht funktionalen Naht auf dekorativen Fahrzeugverkleidungskomponenten zu schaffen. Es ist auch wünschenswert, eine Komponente mit einer solchen Naht zu schaffen.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einer Ausführungsform sind eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Anbringen von Nähten auf eine dekorative Komponente, die eine dreidimensionale Konfiguration aufweist, geschaffen.
In einer Ausführungsform umfasst die Vorrichtung einen Kopf mit einer Nadelstangenanordnung, die mit dem Kopf wirksam gekoppelt ist; einen Greifer, der konfiguriert ist, um mit der Nadelstangenanordnung zusammenzuwirken, um mehrere Stiche in der dekorativen Komponente zu erzeugen, wobei sich der Greifer in einer Ebene parallel zu der dekorativen Komponente dreht; und eine Säulenanordnung, die konfiguriert ist, um den Greifer in der Ebene in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben, wobei die Säulenanordnung mit einem Motor betriebsmäßig gekoppelt ist, der konfiguriert ist, um die Nadelstangenanordnung in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen kann die Nadelstangenanordnung durch eine obere Antriebswelle, die mit dem Motor betriebsmäßig gekoppelt ist, hin- und hergehend angetrieben sein, und die Säulenanordnung ist ebenfalls durch die obere Antriebswelle über eine Zwischenantriebswelle hin- und hergehend angetrieben.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorangehenden Ausführungsformen kann die Säulenanordnung über eine Zylinderarmanordnung und eine Abwärtswellenanordnung mit dem Kopf wirksam gekoppelt sein.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann wenigstens eine von der Zylinderarmanordnung und/oder der Abwärtswellenanordnung an dem Kopf lösbar befestigt sein, so dass eine andere Zylinderarmanordnung und/oder eine andere Abwärtswellenanordnung an dem Kopf befestigt werden kann, so dass die Säulenanordnung in Bezug auf die Nadelstangenanordnung des Kopfes verlagert wird.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen können die Zylinderarmanordnung und die Abwärtswellenanordnung gegen eine andere Zylinderarmanordnung und eine andere Abwärtswellenanordnung austauschbar sein, so dass die Säulenanordnung in Bezug auf die Nadelstangenanordnung verlagert werden kann.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen können eine weitere Nadel und ein weiterer Greifer vorgesehen sein, der dazu konfiguriert ist, mit der weiteren Nadel zusammenwirken, um gleichzeitig zwei diskrete Muster von mehreren Stichen in der dekorativen Komponente zu schaffen, wobei sich der weitere Greifer in der Ebene parallel zu der dekorativen Komponente dreht.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann die Säulenanordnung konfiguriert sein, um den Greifer und den weiteren Greifer in der Ebene in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben, wobei die Säulenanordnung mit einem Motor betriebsmäßig gekoppelt ist, der konfiguriert ist, um die Nadelstangenanordnung, die zwei Nadeln enthält, in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann der Greifer in einem Säulengehäuse der Säulenanordnung angeordnet sein, das nur geringfügig größer als eine Abmessung des Greifers ist, so dass eine Stichplatte des Säulengehäuses in der Nähe einer Rückseite der dekorativen Komponente angeordnet werden kann.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann der Greifer in einem Säulengehäuse der Säulenanordnung angeordnet sein, das nur geringfügig größer als eine Abmessung des Greifers ist, so dass eine Stichplatte des Säulengehäuses in der Nähe einer Rückseite der dekorativen Komponente angeordnet werden kann, und wobei die Abmessung mit einer Stichrichtung der mehreren Stiche ausgerichtet ist oder in einer Linie liegt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann die Abmessung in dem Bereich von 10-12 mm liegen.
In noch einer weiteren Ausführungsform ist ein Kopf zum Anbringen von Nähten auf eine dekorative Komponente, die eine dreidimensionale Konfiguration und eine Ecke aufweist, geschaffen. Der Kopf umfasst: eine Nadelstangenanordnung, die mit dem Kopf wirksam gekoppelt ist; einen Greifer, der dazu konfiguriert ist, mit der Nadelstangenanordnung zusammenzuwirken, um mehrere Stiche in der dekorativen Komponente zu erzeugen, wobei sich der Greifer in einer Ebene parallel zu der dekorativen Komponente dreht; und eine Säulenanordnung, die konfiguriert ist, um den Greifer in der Ebene in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben, wobei die Säulenanordnung mit einem Motor betriebsmäßig gekoppelt ist, der dazu konfiguriert ist, die Nadelstangenanordnung in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben, wobei der Greifer in einem Säulengehäuse der Säulenanordnung angeordnet ist, das nur geringfügig größer als eine Abmessung des Greifers ist, so dass eine Stichplatte des Säulengehäuses in der Nähe einer Rückseite der Ecke der dekorativen Komponente angeordnet werden kann.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann die Abmessung mit einer Stichrichtung der mehreren Stiche ausgerichtet sein oder in einer Linie liegen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann die Abmessung in dem Bereich von 10-12 mm liegen.
Es kann eine dekorative Komponente mit mehreren Stichen, die durch einen Kopf einer beliebigen der vorstehenden Ausführungsformen daran angebracht werden, geschaffen werden, und die dekorative Komponente kann ein Innenraumverkleidungsteil eines Fahrzeugs sein.
Eine dekorative Komponente mit mehreren Stichen, die daran durch einen Kopf einer der vorstehenden Ausführungsformen angebracht worden sind, wobei das Innenraumverkleidungsteil eine Instrumententafel sein kann.
Eine dekorative Komponente mit mehreren Stichen, die daran durch einen Kopf einer der vorstehenden Ausführungsformen angebracht worden sind, wobei zumindest einige der mehreren Stiche in der Ecke der dekorativen Komponente angebracht sein können.
In einer weiteren Ausführungsform ist ein Verfahren zum Anbringen von Nähten an einer Innenraumkomponente eines Fahrzeugs, die mindestens eine Schicht umfasst, geschaffen. Das Verfahren umfasst die Schritte: a) Durchstechen der mindestens einen Schicht mit einer Nadel an einem Eintrittspunkt auf einer ersten Oberfläche der mindestens einen Schicht, wobei der Schritt des Durchstechens bewirkt, dass die Nadel einen unteren Totpunkt ihres Bewegungsbereiches erreicht, und ferner bewirkt, dass ein Oberfaden an einem Austrittspunkt durch die mindestens eine Schicht hindurchtritt, wobei der Austrittspunkt auf einer der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche liegt; b) Ergreifen des Fadens mit einem Drehgreifer, der in der Nähe des Austrittspunktes angeordnet ist, wobei sich der Drehgreifer in einer ersten Richtung in einer Ebene parallel zu der mindestens einen Schicht dreht; c) Zurückziehen der Nadel durch den Austrittspunkt und den Eintrittspunkt zu einer oberen Totpunktposition ihres Bewegungsbereiches; d) Vorschieben der Komponente in eine erste Richtung; e) Drehen des Drehgreifers in eine zweite Richtung in der Ebene parallel zu der mindestens einen Schicht, wobei die zweite Richtung zu der ersten Richtung entgegengesetzt ist; f) Durchstechen der mindestens einen Schicht mit der Nadel an einem anderen Eintrittspunkt auf der ersten Oberfläche der mindestens einen Schicht, wobei der Schritt des Durchstechens bewirkt, dass der Oberfaden durch die mindestens eine Schicht an einem anderen Austrittspunkt hindurchtritt, wobei der andere Austrittspunkt auf der der ersten Oberfläche gegenüberliegenden zweiten Oberfläche liegt und wobei die Nadel in einen Unterfaden eingreift, der sich auf dem Drehgreifer befindet; g) Freigeben des Oberfadens, wenn sich der Drehgreifer in die zweite Richtung dreht; h) Vollenden eines Stichs zwischen dem Oberfaden und dem Unterfaden, wenn sich der Drehgreifer zu einer Endposition in der zweiten Richtung dreht und die Nadel ein unteres Ende ihres Abwärtshubs erreicht; und i) Wiederholen der Schritte b-h, bis eine gewünschte Anzahl von Stichen in der Innenraumkomponente gebildet ist.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann die Außenhautschicht aus der Gruppe gebildet sein, die aus Vinyl, Leder und thermoplastischem Polyolefin besteht.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen ist eine Innenraumkomponente durch die oben beschriebenen Verfahren gebildet, und die Innenraumkomponente kann ein Innenraumverkleidungsteil eines Fahrzeugs sein.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen, wobei das Innenraumverkleidungsteil ein Teil einer Instrumententafel des Fahrzeugs sein kann.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen ist eine Innenraumkomponente durch die oben beschriebenen Verfahren gebildet, und die Innenraumkomponente kann ein Innenraumverkleidungsteil eines Fahrzeugs sein.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann das Innenraumverkleidungsteil ein Teil einer Instrumententafel des Fahrzeugs sein.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann die Außenhautschicht aus der Gruppe gebildet sein, die aus Vinyl, Leder und thermoplastischem Polyolefin besteht, und wobei eine Zwischenschicht auf eine zweite Oberfläche der Außenhautschicht aufgebracht werden kann, wobei die zweite Oberfläche der ersten Oberfläche gegenüberliegt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann die Zwischenschicht eine Schaumstoffschicht sein.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann die Innenraumkomponente ein Innenraumverkleidungsteil eines Fahrzeugs sein.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann eine Innenraumkomponente durch die vorstehend beschriebenen Verfahren gebildet sein.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann die Innenraumkomponente ein Innenraumverkleidungsteil eines Fahrzeugs sein.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann das Innenraumverkleidungsteil ein Teil einer Instrumententafel des Fahrzeugs sein.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann die Außenhautschicht aus der Gruppe gebildet sein, die aus Vinyl, Leder und thermoplastischem Polyolefin besteht, und wobei eine Zwischenschicht auf eine zweite Oberfläche der Außenhautschicht aufgebracht werden kann, wobei die zweite Oberfläche der ersten Oberfläche gegenüberliegt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen kann eine Innenraumkomponente eines Fahrzeugs durch die vorstehenden Verfahren gebildet werden.
Ferner ist hierin eine Innenraumkomponente eines Fahrzeugs geschaffen, die durch die vorstehenden Verfahren gebildet ist.
Offenbart ist ein Kopf zum Anbringen von Nähten auf eine dekorative Komponente mit einer dreidimensionalen Konfiguration, der aufweist: eine Nadelstangenanordnung, die mit dem Kopf wirksam gekoppelt ist; einen Greifer, der dazu konfiguriert ist, mit der Nadelstangenanordnung zusammenzuwirken, um mehrere Stiche in der dekorativen Komponente zu erzeugen, wobei sich der Greifer in einer Ebene parallel zu der dekorativen Komponente dreht; eine Säulenanordnung, die dazu konfiguriert ist, den Greifer in einer hin- und hergehenden Weise in der Ebene anzutreiben, wobei die Säulenanordnung mit einem Motor betriebsmäßig gekoppelt ist, der konfiguriert ist, um die Nadelstangenbaugruppe in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben, wobei die Säulenanordnung über eine Zylinderarmanordnung und eine Abwärtswellenanordnung mit dem Kopf wirksam gekoppelt ist; und wobei die Zylinderarmanordnung mit einem Schwingrahmen durch eine mechanische Verbindung synchron gedreht wird, die eine Schwingrahmen-Antriebswelle mit der Zylinderarmanordnung verbindet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen ist die Nadelstangenanordnung durch eine obere Antriebswelle, die mit dem Motor betriebsmäßig gekoppelt ist, in einer hin- und hergehenden Weise angetrieben, und die Säulenanordnung ist ebenfalls durch die obere Antriebswelle über eine Zwischenantriebswelle hin- und hergehend angetrieben.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen ist mindestens eine von der Zylinderarmanordnung und/oder der Abwärtswellenanordnung an dem Kopf lösbar befestigt, so dass eine andere Zylinderarmanordnung und/oder eine andere Abwärtswellenanordnung an dem Kopf befestigt werden kann, so dass die Säulenanordnung in Bezug auf die Nadelstangenanordnung des Kopfes verlagert wird.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen ist mindestens eine von der Zylinderarmanordnung und/oder der Abwärtswellenanordnung an dem Kopf lösbar befestigt, so dass eine andere Zylinderarmanordnung und/oder eine andere Abwärtswellenanordnung an dem Kopf befestigt werden, so dass die Säulenanordnung in Bezug auf die Nadelstangenanordnung des Kopfes verlagert wird.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen sind die Zylinderarmanordnung und die Abwärtswellenanordnung gegen eine andere Zylinderarmanordnung und eine andere Abwärtswellenanordnung austauschbar, so dass die Säulenanordnung in Bezug auf die Nadelstangenanordnung verlagert werden kann.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen sind eine weitere Nadel und ein weiterer Greifer konfiguriert, um mit der weiteren Nadel zusammenzuwirken, um gleichzeitig zwei diskrete Muster von mehreren Stichen in der dekorativen Komponente zu erzeugen, wobei sich der weitere Greifer in der Ebene parallel zu der dekorativen Komponente dreht.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen ist die Säulenanordnung dazu konfiguriert, den Greifer und den weiteren Greifer in einer hin- und hergehenden Weise in der Ebene anzutreiben, wobei die Säulenanordnung mit einem Motor betriebsmäßig gekoppelt ist, der konfiguriert ist, um die Nadelstangenanordnung, die zwei Nadeln enthält, in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen ist eine Oberfadenbremse konfiguriert, um vor und während des Ergreifens des Oberfadens mit dem Greifer eine Größe einer Oberfadenschlinge zu steuern und eine Position der Oberfadenschlinge zu stabilisieren.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der oben beschriebenen Merkmale oder als Alternative zu irgendeiner der vorstehenden Ausführungsformen ist eine Oberfadenbremse zur Steuerung einer Größe und Stabilisierung einer Position einer Oberfadenschlinge vor und während des Ergreifens des Oberfadens mit dem Greifer konfiguriert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale, Vorteile und Einzelheiten ergeben sich lediglich zu Beispielszwecken aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen, wobei sich die Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, in denen:

1 ist ein Querschnitt einer oszillierenden Kettenstichmaschine gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
1A ist eine perspektivische Ansicht eines oszillierenden Schmetterlingsgreifers gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Querschnitt einer oszillierenden Kettenstichmaschine mit einer einstellbaren unteren Baugruppe gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3 ist ein Querschnitt einer Antriebseinheit für einen oszillierenden Greifer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
3A ist eine Querschnittsansicht einer kombinierten Säulen- und Greiferanordnung;
4 ist eine Querschnittsansicht einer oszillierenden Greifersäulenkonstruktion gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
5 ist eine Querschnittsansicht einer oszillierenden Greifersäulenkonstruktion gemäß einer alternativen beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
6 ist eine Ansicht, die die Bildung eines Stichs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
6A ist eine Ansicht entlang der Linien 6A-6A von 6;
7 ist eine Ansicht, die die Bildung eines Stichs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
7A ist eine Ansicht entlang der Linien 7A-7A von 7;
8 ist eine Ansicht, die die Bildung eines Stichs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
8A ist eine Ansicht entlang der Linien 8A-8A von 8;
9 ist eine Ansicht, die die Bildung eines Stichs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
9A ist eine Ansicht entlang der Linien 9A-9A von 9;
10 ist eine Ansicht, die die Bildung eines Stichs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
10A ist eine Ansicht entlang der Linien 10A-10A von 10;
11 ist eine Ansicht, die die Bildung eines Stichs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung veranschaulicht;
11A ist eine Ansicht entlang der Linien 11A-11A von 11;
12A und 12B veranschaulichen den Stichplattengrundriss für verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
13 veranschaulicht eine Hakengreifer-vorrichtung in einer Ecke eines Teils;
14 veranschaulicht einen oszillierenden Greifer gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
15 veranschaulicht ein Verfahren zum Einführen eines Zylinderarms oder Zylinderarmanordnungstransports in einen Kopf;
16A-16C veranschaulichen die Ausrichtung eines Schwingrahmens relativ zu einem Zylinderarm an drei Punkten während des Stichzyklus;
17A-E veranschaulichen die Verwendung einer Fadenbremse oder eines Bremsklotzes, um vor dem Eingriff mit dem Greifer die Größe der Oberfadenschlinge zu steuern und die Position der Oberfadenschlinge zu stabilisieren;
18A-18D veranschaulichen auch die Verwendung der Fadenbremse, um zur Steuerung der Größe und Stabilisierung der Position der Oberfadenschlinge vor dem Eingriff mit dem Greifer; und
19 ist eine Draufsicht auf den Greifer 12, während er die Oberfadenschlinge aufnimmt.

Obwohl die Zeichnungen verschiedene Ausführungsformen und Merkmale der vorliegenden Erfindung darstellen, sind die Zeichnungen nicht notwendigerweise maßstabsgetreu, und bestimmte Merkmale können übertrieben dargestellt sein, um beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zu veranschaulichen und zu erläutern. Das hier dargestellte Beispiel veranschaulicht verschiedene Aspekte der Erfindung in einer Form, und ein solches Beispiel soll nicht so ausgelegt werden, dass es den Umfang der Erfindung in irgendeiner Weise einschränkt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind auf ein Verfahren und eine Vorrichtung gerichtet, das/die das Anbringen einer Ziernaht an begrenzten Nahtbereichen von vorgeformten Teilen in der Transportindustrie ermöglicht, insbesondere wenn eine Naht über einen geformten Rand mit kleinen Radien gelegt oder um einen kleinen Radius in der Ebene genäht wird. Die Vorrichtung bietet auch die Möglichkeit, Maschinenparameter einzustellen, um eine große Vielzahl von Teilegrößen aufzunehmen, ohne die Notwendigkeit, mehrere Nähköpfe bauen zu müssen.
In einer anderen Ausführungsform besteht die hierin beschriebene Erfindung aus einem Nähverfahren und einer Kopfkonstruktion, das/die die Fähigkeit verbessert, für Anwendungen innerhalb der Transportindustrie in begrenzten Bereichen eines dreidimensional geformten Teils auf manuelle oder automatisierte Weise zu nähen.
Indem nun auf die 1-4 Bezug genommen wird, ist eine oszillierende Kettenstichmaschine 10 gemäß einer nicht einschränkenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Die Maschine 10 erzeugt einen Kettenstich unter Verwendung eines oszillierenden Schmetterlingsgreifers 12 an dem Ende einer kombinierten Greifer- und Säulenanordnung 14, die mit einer Zylinderarmanordnung 16 betriebsmäßig gekoppelt ist.
Dieses spezielle Konzept ergibt ein extrem schmales Säulengehäuse in der „x“-Richtung (wie zumindest in den 1A, 12A und 12B dargestellt), die mit der Stichrichtung übereinstimmt. In einer Ausführungsform kann eine Abmessung des Säulengehäuses im Bereich von 10-12 mm (Millimetern) liegen, wobei natürlich Abmessungen, die größer oder kleiner als diese sind, als im Umfang der vorliegenden Erfindung liegend angesehen werden. In eines Doppelnadelkonstruktion kann die Abmessung über beide Säulengehäuse im Bereich von 25-28 mm liegen, während die Abmessung in der dargestellten „x“-Richtung im Bereich von 10-12 mm liegen kann, wobei natürlich Abmessungen größer oder kleiner als dies als im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegend angesehen werden. Dieses schmale Säulengehäuse erstreckt sich von dem Zylinderarm bis zu der Oberseite eines Greifers / einer Stichplatte, der/die kleiner ist als alle bisher bekannten Konstruktionen in dieser Anwendungsumgebung. In einer Ausführungsform kann die oszillierende Kettenstichmaschine oder der Kopf 10 als eine stationäre Maschine verwendet werden, wobei ein Material oder Produkt durch die Maschine über eine oder mehrere Zuführvorrichtungen zugeführt wird, die in den Kopf oder die Maschine 10 eingebaut sind, oder der Kopf oder die Maschine 10 kann über einen durch den Kasten 18 schematisch dargestellten externen Antrieb (z.B. einen 6-Achsen-Roboter) angetrieben sein, um den Nähkopf 10 über und um ein stationäres Teil herum zu bewegen.
Der Kopf oder die Maschine 10 umfasst eine Nadelstangenanordnung 20, die von einer oberen Antriebswelle 22 angetrieben wird, die mit einem Motor 24 zum Antreiben der oberen Antriebswelle 22 betriebsmäßig gekoppelt ist. Eine Zwischenwelle 26 ist über einen Riemen 28 oder irgendeine gleichwertige Vorrichtung ebenfalls mit der oberen Antriebswelle 22 betriebsmäßig gekoppelt, so dass eine Drehbewegung der oberen Antriebswelle auch eine Drehbewegung der Zwischenwelle bewirkt. Die Zwischenwelle 26 ist ferner mit einer Abwärtswellenanordnung 30 betriebsmäßig gekoppelt, und die Abwärtswellenanordnung 30 ist mit der Zylinderarmanordnung 16 betriebsmäßig gekoppelt, die wiederum über die Säulenanordnung 14 mit dem oszillierenden Schmetterlingsgreifer 12 betriebsmäßig gekoppelt ist.
Außerdem kann der Kopf 10 eine einstellbare Konstruktion aufweisen, so dass er umkonfiguriert werden kann, um eine Vielzahl unterschiedlicher Teileformen und -größen durch die Verwendung einer umkonfigurierbaren unteren Armanordnung 32 (wenigstens in 2 schematisch dargestellt) aufzunehmen, die aus einer einstellbaren Abwärtswellenposition in Kombination mit austauschbaren Zylinderarmwellen- und Gehäuseanordnungen 16 besteht, die jeweils unterschiedliche Längen haben, in Kombination mit austauschbaren Abwärtswellenanordnungen 30, die unterschiedliche Längen haben. Somit, und wie zumindest in 2 veranschaulicht, kann der vertikale Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Teil des Kopfes auch (mit oder ohne Zylinderarmverlängerungen) durch die Verwendung von austauschbaren Abwärtswellenanordnungen 30 und Greiferwellen/Gehäusekomponenten (z.B. austauschbarer Zylinderarmwellen- und Gehäuseanordnungen 16) eingestellt werden.
Beispielsweise kann eine erste Abwärtswellenanordnung 30 mit der Zwischenwelle 26 in einem Gehäuse 34 eines oberen Abschnitts 36 der Maschine oder des Kopfes 10 direkt verbunden sein. Danach kann eine zweite Abwärtswellenanordnung 30' (in 2 gestrichelt dargestellt) mit einem unteren Abschnitt 36 der ersten Abwärtswellenanordnung 30 wirksam gekoppelt werden, um die Länge der kombinierten Abwärtswellenanordnungen zu verlängern, was wiederum den oszillierenden Greifer 12 von der Nadelstangenanordnung 20 des Kopfes 10 weiter entfernt positionieren wird.
Außerdem können das Gehäuse 34 und die Zwischenwelle 26 auch so konfiguriert sein, dass sie mit der längeren Abwärtswellenanordnung 30'' (ebenfalls gestrichelt in 2 dargestellt) gekoppelt werden können. Dies ermöglicht es, dass die Position der Abwärtswellenanordnung in Richtung der Pfeile 38 verschoben wird, was wiederum ermöglicht, dass die Abwärtswellenanordnung 30'' mit einer Zylinderarmwellen- und Gehäuseanordnung 16' (ebenfalls gestrichelt in 2 dargestellt) verwendet werden kann. Diese Anordnung 16' kann eine größere Länge als die Anordnung 16 haben, um mit der Anordnung 30'' verwendet zu werden. Dementsprechend ermöglichen die austauschbaren Zylinderarmwellen- und Gehäuseanordnungen 16, 16' in Kombination mit den austauschbaren Abwärtswellenanordnungen 30, 30', 30'' sowie den austauschbaren Säulenkomponenten (z.B. Greiferwellenverlängerungen und -gehäusen), dass mehrere Konfigurationen und Abmessungen geschaffen werden können, da die einzelnen Komponenten austauschbar aneinander angebracht werden können. Darüber hinaus kann, wie hier erläutert wird, eine oszillierende Greiferkonstruktion mit zwei Säulen in Kombination mit jeder der offenbarten Kombinationen von Anordnungen verwendet werden.
Dementsprechend ermöglichen diese Ausführungsformen, dass ein Abstand 40 zwischen dem Ende der Nadelstangenanordnung 20 und dem Zylinderarm 16 variabel ist, sowie ein Abstand 41 zwischen dem Ende der Nadelstangenanordnung 20 und der Abwärtswellenanordnung 30, was wiederum dem Kopf oder der Maschine 10 ermöglicht, Teile verschiedener Größen aufzunehmen.
Die Beschreibung und die Darstellungen, auf die vorstehend und nachstehend Bezug genommen wird, beziehen sich auf einen Nähkopf 10, der auf automatisierte Weise über und um ein stationäres Teil herum manipuliert werden kann, sind aber auch auf eine stationäre Maschine anwendbar.
Wie oben erwähnt, enthält die Konstruktion des Kopfes 10 eine obere Welle 22, die von einem Servomotor 24 angetrieben ist. Die obere Welle 22 steuert eine Bewegung der Nadelstangenanordnung 20 und eines Lauffußes, die sich beide in dem oberen Abschnitt oder oberen Kopf des Kopfes 10 befinden. Die obere Welle 22 treibt auch eine Zwischenwelle 26 und eine untere Welle 42 über eine Reihe von Riemen, Riemenscheiben und Zahnrädern an, die eine konstante Drehbewegung in eine oszillierende Bewegung umwandeln. Die oszillierende Bewegung ist erforderlich, um die Bewegung des Greifers 12 relativ zu der Nadelstangenanordnung 20 richtig zu koordinieren.
In einer Ausführungsform besteht die oszillierende Bewegung aus einer Drehung des Greifers in einer Bewegung im Uhrzeigersinn und Gegenuhrzeigersinn sowie einer Beschleunigung und Verzögerung des Greifers zu verschiedenen Zeitpunkten während dieser Bewegung. Eine mögliche, nicht einschränkende mögliche Konfiguration zur Erzielung dieser Bewegung und Beschleunigung und Verzögerung ist zumindest in 3 dargestellt. Die Zwischenwelle oder Zwischenantriebswelle 26 weist einen Nocken 27 auf, der eine Drehbewegung in Verbindung mit einer Nockengabel 44 in eine Oszillationsbewegung mit variabler Geschwindigkeit umwandelt, wobei die Nockengabel 44 wiederum die Ausgangswelle oder untere Welle 42 über eine Reihe von Gestängen und Zahnrädern antreibt, die allgemein mit dem Bezugszeichen 45 bezeichnet sind.
Beispielsweise bewirkt eine Zahnrad- und Sektoranordnung 46, die über ein Gestänge 47 mit der Nockengabel 44 gekoppelt ist, eine oszillierende Bewegung der Ausgangswelle 42 und schließlich einer Greiferwelle 48, die mit dem Greifer 12 betriebsmäßig gekoppelt ist. An sich bestimmt die Konfiguration des Getriebes die Drehbewegungsstrecke des Greifers 12, die in einer Ausführungsform 220 Grad Drehung in einer Richtung und dann wieder zurück betragen kann. Selbstverständlich sind auch Drehgrade von mehr oder weniger als 220 Grad als innerhalb des Umfangs verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liegend zu verstehen. Es versteht sich, dass die Mittel zum Antreiben des oszillierenden Greifers 12 nicht auf die obige Beschreibung beschränkt sind und entsprechend umkonfiguriert werden können, um den gleichen Effekt zu erzielen.
Die Greifersäulenanordnung 14 kann einen einzigen Greifer 12 aufweisen (siehe zumindest 4), oder die Greifersäulenanordnung kann so konfiguriert sein, dass sie einen Doppelgreifer aufweist, was im Folgenden als Doppelgreifer-Säulenanordnung 50 bezeichnet wird (siehe zumindest 5), abhängig von der gewünschten speziellen Stichkonfiguration. Wie oben erwähnt, kann der Einzelgreifer oder der Doppelgreifer in jeder der hierin offenbarten Kombinationen verwendet werden. In Anwendungen, in denen die Doppelgreifer-Säulenanordnung 50 verwendet wird, kann der Kopf 10 auch so konfiguriert sein, dass er eine der Nadelstangenanordnung 20 hinzugefügte zweite Nadel aufweist, um doppelte Stichmuster zu erzeugen.
Unter erneuter Bezugnahme auf 4 ist der Greifer 12 von der Greiferwelle 48 über ein Kegelrad 52 angetrieben, das mit einem Kegelrad 54 der unteren Welle 42 kämmend in Eingriff steht. In 4 sind ferner Buchsen 56, Bundverriegelungen 58, ein Säulengehäuse 70, ein Getriebegehäuse 72 und ein Zylinderarmanordnungsgehäuse 74 dargestellt, um die Übertragung der oszillierenden Drehbewegung der unteren Welle 42 auf den Greifer 12 zu unterstützen. Gleichwohl, und wie oben erwähnt, ist die in den Figuren dargestellte Konfiguration lediglich als eine nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsform bereitgestellt, und es werden verschiedene andere Mittel zum Erzielen einer oszillierenden Bewegung für den Greifer 12 als innerhalb des Umfangs verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung liegend angesehen.
In 5 sind ein zweiter Greifer 12, eine zweite Greiferwelle 48, Bundverriegelung 58 und ein zweites Kegelrad 52 zusammen mit einer Buchse 56 in einem ver-längerten Getriebegehäuse 72 vorgesehen, um ein Paar Greifer 12 anzutreiben.
Ein nicht einschränkendes Beispiel einer Abfolge, die erforderlich ist, um einen Stich fertigzustellen, ist nachstehend beschrieben und zumindest in den 6-11 veranschaulicht. In Schritt 1 (6) befindet sich der Greifer 12 in seiner Drehposition vollständig im Gegenuhrzeigersinn oder an seinem Drehbeginn, und eine Nadel 72 der Nadelstangenanordnung 20 befindet sich am unteren Ende (unteren Totpunkt UT) ihres Hubs.
Ferner sind zumindest in den 6-11 das Teil oder ein Abschnitt davon 74, das/der durch den Kopf 10 genäht wird, eine Stichplatte 76 und eine Öffnung oder ein Loch 78 in der Stichplatte 76 veranschaulicht, die bzw. das der Nadel 72 ermöglicht, darin einzutreten und daraus auszutreten. Mindestens ein Teil der Stichplatte 76 kann um das Gehäuse 70 der Greifersäulenanordnung 14 herum angeordnet sein. Ebenfalls gezeigt ist ein Lauffuß 80 der Nadelstangenanordnung 20. Der Lauffuß 80 ist mit der oberen Antriebswelle 22 betriebsmäßig gekoppelt, um die gewünschte hin- und hergehende Bewegung des Lauffußes 80 zu erzielen, wenn sich die Nadel 72 zwischen ihrer oberen Totpunktposition und ihrer unteren Totpunktposition auf und ab bewegt. In 6 befindet sich die Nadel 72 am unteren Ende ihres Hubs oder (unteren Totpunkt), und der Greifer 12 befindet sich am Anfang seiner Drehung. Außerdem steht der Lauffuß 80 mit dem Material 74 in Kontakt, übt jedoch wenig Druck auf dieses aus. 6A zeigt auch eine Ansicht entlang der Linien 6A-6A von 6.
In Schritt 2 (7) beginnt die Nadel 72 mit ihrer Aufwärtsbewegung in Richtung des Pfeils 82, wodurch eine Schlinge 84 in einem Oberfaden 86 erzeugt wird, der zwischen der Spitze der Nadel 72 und der Rückseite des vorherigen Teils 74 positioniert ist. Gleichzeitig bewegt sich eine Spitze 88 des Greifers 12 im Uhrzeigersinn, in Bezug auf die in den Figuren dargestellte Ansicht, zwischen der Fadenschlinge 84 und der Nadel 72. Zusätzlich übt der Lauffuß 80 einen leichten Druck aus um sicherzustellen, dass das Material 74 mit der Stichplatte 76 in Kontakt bleibt, wenn sich die Nadel 72 aus dem Material 74 zurückzieht. 7A zeigt eine Ansicht entlang der Linien 7A-7A von 7.
In Schritt 3 (8) hat die Nadel 72 das Teil 74 verlassen und ist in ihrer vollständig zurückgezogenen Position (dem oberen Totpunkt OT) positioniert. Der Greifer 12 hat sich in Bezug auf die in den Figuren dargestellte Ansicht in seine im Uhrzeigersinn vollständige Drehposition oder maximale Drehposition bewegt, wobei die Oberfadenschlinge 84 vollständig auf einem Arm 90 des Greifers 12 sitzt. Der Lauffuß 80 ist ebenfalls von dem Teil 74 abgehoben und beginnt mit dem Vorrücken zu dem nächsten Nadeleinstichpunkt auf dem Teil 74. 8A zeigt eine Ansicht entlang der Linien 8A-8A von 8.
In Schritt 4 (9) hat sich die Nadel 72 in Richtung des Pfeils 73 nach unten bewegt und hat erneut das Teil 74 durchstochen und greift auch in den Greifer 12 ein. Die Nadel 72 befindet sich nun in einem Abwärtshub und bewegt sich zwischen einem unteren Faden oder Unterfaden 92 und dem Greifer 12, wenn sich der Greifer 12 im Gegenuhrzeigersinn dreht, in Bezug auf die in den Figuren dargestellte Ansicht. Der Lauffuß 80 hat sich nach unten in Richtung des Pfeils 73 bewegt, um in leichtem Kontakt mit dem Material oder Teil 74 zu stehen, wenn die Nadel 72 in das Material eintritt. 9A zeigt eine Ansicht entlang der Linien 9A-9A von 9.
In Schritt 5 (10) bewegt sich die Nadel 72 in ihrem Abwärtshub weiter nach unten in Richtung des Pfeils 73, während der Greifer 12 seine Drehung im Gegenuhrzeigersinn, in Bezug auf die in den Figuren dargestellte Ansicht, fortsetzt, wodurch er die Oberfadenschlinge 84 freigibt. Der Oberfaden 86 wird in Schritt 5 von 10 durch den Greifer 12 freigegeben. 10A zeigt eine Ansicht entlang der Linien 10A-10A von 10.
In Schritt 6 (11 und 11A, wobei 11A eine Ansicht entlang der Linien 11A-11A von 11 zeigt) erreicht die Nadel 72 das untere Ende ihres Hubs (den unteren Totpunkt), und der Greifer 12 erreicht seinen Endposition der Drehung im Gegenuhrzeigersinn, in Bezug auf die dargestellten Ansichten, und der Oberfaden 84 wird fest gegen eine Rückseite 75 des Materials 74 gezogen, während der Unterfaden 92 mitgezogen wird, wenn der Stich vollendet wird. Dementsprechend wird die Oberfadenschlinge 84 nach oben gezogen, was den Unterfaden 92 mitzieht, während sich der Nähkopf 10 relativ zu dem Teil 74 nach vorne bewegt, wodurch der Stich fertiggestellt wird.
Die hier beschriebene oszillierende Greiferkonstruktion erfordert eine minimale Stichplattentiefe, um die Greifer 12 aufzunehmen (siehe zumindest 12), da sich die Greifer 12 in einer Ebene parallel zu dem Teil 74 drehen (siehe zumindest 6-11A), um den Stich zu bilden, im Gegensatz zu der Vorwärts-/Rückwärtsbewegung des Greifers in einer Ebene senkrecht zu dem Teil, die häufiger bei Kettenstichnähmaschinen vorzufinden ist. Die Stichplattentiefe wird durch den minimalen Greiferdurchmesser bestimmt, der zum Verarbeiten der gewünschten Fadenstärke erforderlich ist. Diese kompakte Konstruktion ermöglicht das Nähen von durch die Ebene verlaufenden Radien an geformten Teilen, was bisher mit herkömmlicheren Geräten nicht möglich war (siehe zum Beispiel 13 und 14).
In 13 kann eine Ecke 96 eines Teils 74 durch den Kopf 10 genäht werden, da der Greifer 12 viel näher an der Rückseite der Ecke 96 des Teils 74 angeordnet werden kann. Dies ist auf einen minimalen oder keinen Abstand zwischen der Stichplatte 76 und dem Teil 74 oder der Ecke 96 zurückzuführen, um insbesondere an der Ecke 96 ein gleichmäßiges, einheitliches Stichbild sicherzustellen. Im Gegensatz hierzu, und Bezug nehmend auf 14, dreht sich ein Greiferarm 98 um eine Achse 100, die senkrecht im Gegensatz zu parallel zu der Rückseite des zu nähenden Teils 74 verläuft. In 14 besteht ein übermäßiger Abstand zwischen der Stichplatte 76 und dem Teil 74 oder der Ecke 96, und somit können sich aufgrund dieses übermäßigen Abstands in der Nähe der Ecke 96 eine unregelmäßige Stichlänge oder ausgelassene Stiche ergeben. Somit ermöglichen verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung das Nähen in engen Ecken eines Teils 74. Folglich können die Radien in einem Teil nun durch das visuelle Erscheinungsbild anstatt durch Beschränkungen des Maschinen-/Nähprozesses diktiert werden. Zusätzlich und durch die Verwendung eines oszillierenden Greifers 12 werden sowohl ein Ober- als auch ein Unterfaden zur Bildung eines Stichs verwendet.
Die Nähmaschinensäule, die an dem Ende des Zylinderarms 16 beginnt und sich von diesem aus nach oben erstreckt, endet an der Oberseite der Stichplatte 76. Die Stichplatte 76 und/oder die Abmessung der Säule oder des Säulengehäuses 76 in der „x“-Richtung, wie sie in den beigefügten Figuren dargestellt ist, ist nur durch den Durchmesser des Greifers 12 selbst begrenzt. Es ist kein anderer Mechanismus in der Säule oder dem Säulengehäuse 70 vorhanden, der ihre/seine Größe an irgendeiner Stelle entlang der Höhe der Säule oder des Säulengehäuses 70 vergrößert, wodurch der Säule oder dem Säulengehäuse 70 und seiner Stichplatte 76 ermöglicht wird, in kleine Bereiche, wie z.B. die Ecke 96 oder irgendwelche anderen kleinen, schwer zugänglichen Bereiche, mit einem minimalen Abstand zwischen der Stichplatte 76 und der Rückseite des zu nähenden Teils eingeführt zu werden, was zu einem effektiveren oder effizienteren Stichmuster führt.
Es versteht sich auch, dass die untere Welle (Ausgangswelle) relativ zu der Greiferwelle derart eingestellt werden kann, dass ein optimaler Zugang zu der Rückseite des Teils erreicht wird.
In 15 ist ein Verfahren zum Einführen des Zylinderarm- oder Zylinderarmanordnungstransporteurs in den Kopf 10 dargestellt. Der Transporteur des Zylinderarms oder der Zylinderarmanordnung 16 kann verwendet werden, um die richtige Beziehung zwischen der Nadel 72 und dem Greifer 12 während der Sticherzeugung aufrechtzuerhalten. An einer Schwingrahmen-Antriebswelle 101 des Kopfes 10 ist ein Zylinderarm-Antriebsglied 102 angebracht, das wiederum mit einem Zylinderarm-Abtriebsglied 103 schwenkbar verbunden ist. Das Zylinderarm-Abtriebsglied 103 ist mit einer Zylinderarm-Drehantriebsklemme 104 schwenkbar verbunden, die mit der Zylinderantriebsanordnung 16 verbunden ist. Diese Konfiguration ermöglicht es der Zylinderarmanordnung 16, sich in Folge mit der Drehung eines Schwingrahmens 105 um die Schwingrahmen-Antriebswelle 101 um die untere Welle 42 zu drehen. Weil die Drehung des Schwingrahmens 105 um die Schwingrahmen-Antriebswelle 101 die Position der Nadel in Nährichtung steuert, wird durch die Verbindung der Drehbewegung der Zylinderarmanordnung 16 mit der Schwingrahmen-Antriebswelle 101 sicherstellt, dass die Verbindung der Nadel 72 mit dem Greifer 12 immer korrekt ist, wenn der obere Nadelstangentransporteur eingesetzt wird.
16A-16C veranschaulichen die Ausrichtung des Schwingrahmens 105 relativ zu dem Zylinderarm 16 an drei Punkten während des Stichzyklus.
17A-E veranschaulichen die Verwendung einer Fadenbremse oder eines Bremsklotzes 106 zur Steuerung der Größe und Stabilisierung der Position der Oberfadenschlinge vor dem Eingriff mit dem Greifer 12. 17A veranschaulicht die Nadel in der Position des oberen Totpunktes (OT) mit zurückgezogener Fadenbremse 106, was dem Oberfaden 86 ermöglicht, sich frei durch das Öhr der Nadel 72 zu bewegen. 17B zeigt einen Punkt entlang der Abwärtsbewegung eines Hubs einer Nadelstange 107 an, an dem die Fadenbremse 106 beginnt, sich nach vorne in Richtung der Nadelstange 107 zu bewegen, wodurch sie einen Widerstand gegen den Durchgang des Oberfadens 86 aufbringt, bevor der Faden in das Öhr der Nadel 72 eintritt. 17C veranschaulicht den vollen Druck der Fadenbremse 106, der auf den Faden 86 gegen die Nadelstange 107 ausgeübt wird, wodurch ein Durchgang des Oberfadens 86 durch das Öhr der Nadel 72 verhindert wird. Wenn sich die Nadelstange von diesem Punkt aus weiter nach unten bewegt, beginnt die Bildung der Oberfadenschlinge und wird bis zur Aufnahme durch den Greifer 12 in einer richtigen Position gehalten. 17D veranschaulicht die Nadelstange 107 an der Position des unteren Totpunkts (UT). 17E zeigt die Nadelstange 107 an dem Punkt ihrer Aufwärtsbewegung, an dem der Greifer 12 mit der Oberfadenschlinge in Eingriff kommt. An diesem Punkt beginnt auch die Fadenbremse 106 normalerweise, sich von der Nadelstange 107 zu lösen, wodurch ein freier Durchgang des Oberfadens 86 durch das Öhr der Nadel 72 wieder zugelassen wird.
Wenn sich die Nadelstange 107 im OT befindet (siehe zumindest 17A), wird ein Federstahlarm 108 (aufgrund der Form des Federstahlarms) durch eine Rollenradanordnung 109 niedergedrückt. Der Federstahlarm 108 ist an der Fadenbremse befestigt und so konfiguriert, dass er eine Vorspannkraft in Richtung des Pfeils 111 erzeugt.
Wenn sich die Nadelstange 107 (und mit ihr der Federstahlarm 108) nach unten bewegt, erreicht das Rollenrad 109, das sich nicht bewegt, schließlich eine Stelle an dem Federstahlarm 108, an der keine Auslenkung auftritt, wobei an dieser Stelle der Bremsklotz oder die Fadenbremse 106 einen Druck ausübt und den Faden 86 gegen die Nadelstange 107 klemmt. Dies geschieht, wenn sich die Nadelstange 107 bei ungefähr 50 % ihrer Abwärtshublänge befindet.
Der Bremsdruck bleibt den ganzen Weg nach unten über bis zum UT des Nadelhubs angelegt (Feder deaktiviert) und bleibt bis etwa 25 % ihrer Aufwärtshubstrecke angelegt, bevor ein Lösen der Bremse beginnt (Federbetätigung beginnt).
Die Fadenbremse 106 wird bei 50 % des Aufwärtshubs der Nadelstange 107 vollständig gelöst und bleibt für den Rest der Aufwärtsbewegung der Nadelstange 107 bis zum OT gelöst (federbetätigt).
Die oben erwähnten Bremseingriffs- und -freigabepunkte sind ungefähre Angaben und können eingestellt werden, indem die Position der Rollenradanordnung 109 je nach Anwendung und verwendetem Faden nach oben oder unten bewegt wird.
Es versteht sich natürlich, dass auch andere Mittel zur Aktivierung/Deaktivierung der Bremse möglich sind.
18A-18D veranschaulichen auch die Verwendung der Fadenbremse 106 zur Steuerung der Größe und Stabilisierung der Position der Oberfadenschlinge vor dem Eingriff mit dem Greifer 12. 18A zeigt die Nadel in der Position des oberen Totpunkts (OT) mit zurückgezogener Fadenbremse 106, was es dem Oberfaden 86 ermöglicht, sich durch das Öhr der Nadel 72 frei zu bewegen, während die 18B und 18C einen Punkt entlang der Abwärtsbewegung der Nadel 72 und der Nadelstange 107 zeigen, an dem die Fadenbremse 106 angelegt worden ist. 18D zeigt die Nadelstange 107 an der Position des unteren Totpunkts (UT) mit angewandter Fadenbremse.
19 ist eine Draufsicht auf den Greifer 12, während er die Oberfadenschlinge aufnimmt.
Es versteht sich, dass der Ort und Zeitpunkt des Ineingrffkommens/Außereingrffkommens der Fadenbremse 106 mit der Nadelstange 107 nach Bedarf eingestellt werden kann, um eine optimale Oberfadenschlingenbildung vor und während der Aufnahme durch den Greifer 12 zu erreichen.
In einer Ausführungsform kann das Teil 74 ein Teil eines Innenraumabschnitts eines Fahrzeugs sein. In einer Ausführung kann dieser Teil ein beliebiger Teil eines Innenraums des Fahrzeugs sein. Der Teil kann beispielsweise einen Teil einer Instrumententafel eines Fahrzeugs umfassen. Natürlich kann sich der Teil auf jeder Oberfläche innerhalb des Fahrzeugs befinden. Nicht einschränkende Beispiele umfassen: Fahrzeugtürverkleidungen, Fahrzeugkonsolenabdeckungen, Fahrzeugkonsolenverkleidungen, Instrumententafeln, Fahrzeugarmlehnen, Dachhimmel, Sitzrückenlehnen, Ablagefächer, jede dekorative Fahrzeuginnenfläche. Noch weiter kann die hierin offenbarte Methodik auf Gegenstände oder Komponenten angewandt werden, die in anderen nicht Fahrzeug-bezogenen Herstellungsprozessen verwendet werden, und somit kann sich der Abschnitt oder das Teil 74 auf jeden beliebigen Herstellungsartikel beziehen.
Der Innenraumteil oder Gegenstand oder das Teil 74 kann einen einschichtigen oder mehrschichtigen Aufbau aufweisen. In einer Ausführungsform umfasst das Teil 74 mindestens eine Außenhautschicht mit einer im Wesentlichen glatten Außenfläche und einer von der Außenfläche abgewandten Unterseite. Die Außenhautschicht ist vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial mit erheblicher Flexibilität und ästhetisch ansprechendem Charakter gebildet. Natürlich werden andere natürliche Materialien (z.B. Leder usw.) und simulierte Bezüge zur Verwendung in verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen. In einer Ausführungsform ist der Innenraumteil ein dekoratives Element eines Fahrzeuginnenraums.
Um die Weichheit des Innenraumteils zu verbessern, kann in einer Ausführungsform eine Schicht eines polsternden Trägermaterials in dem Bereich unter der Außenhautschicht vorgesehen werden. Es wird in Betracht gezogen, dass das Polsterträgermaterial aus einer beliebigen Anzahl unterschiedlicher Konstruktionen bestehen kann, obwohl ein geschäumtes Material, wie beispielsweise vernetzter Polypropylen(XLPP)- oder Polyurethan(PU)-Schaum, möglicherweise bevorzugt sein kann.
Unter dem Polsterträgermaterial kann auch eine Substratplatte aus formstabilem Kunststoff oder einem anderen geeigneten Material angeordnet sein.
Gemäß einer Ausführungsform können das Polsterträgermaterial und die Substratplatte zusammenwirkend dazu dienen, eine Trägerstruktur für die Außenhautschicht bereitzustellen.
Es wird in Betracht gezogen, dass PU-Schaumstoff, der das Polsterträgermaterial bildet, zwischen die Außenhautschicht und die Substratplatte geblasen werden kann, um eine mehrschichtige Verbundstruktur zu bilden. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Polstermaterial in einem vorbereitenden Verkleidungsvorgang an der Außenhautschicht aufgebracht werden kann, um einen vorläufig geschichteten Verbundstoff zu bilden, der danach über jede beliebige Substratplatte aufgebracht werden kann, wie sie verwendet werden kann. Es wird auch in Betracht gezogen, dass das Polstermaterial in einem vorbereitenden Verkleidungsvorgang an der äußeren Substratschicht angebracht werden kann, um einen vorläufigen geschichteten Verbundstoff zu bilden, der danach mit einer Außenhautschicht umhüllt werden kann.
Noch weiter kann das Teil beliebig aus einer einzigen Schicht (nur Haut), einer doppelten Schicht (Haut/ Schaum) oder einer dreifachen Schicht (Haut/Schaum/Substrat) bestehen. In noch einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Zwischenschaumschicht zwischen der Haut und dem Substrat ein Abstandsgewebe anstelle einer Schaumstoffschicht sein. In einer noch weiteren alternativen Ausführungsform kann das Abstandsgewebe in Verbindung mit der Schaumstoffschicht entweder zwischen der Haut und der Schaumstoffschicht oder zwischen dem Substrat und der Schaumschicht oder sowohl zwischen der Haut und der Schaumstoffschicht als auch zwischen der Schaumstoffschicht und dem Substrat verwendet werden. Dementsprechend wird in Betracht gezogen, dass die hierin offenbarten Verfahren und zugehörigen Vorrichtungen mit jeder der vorerwähnten Konfigurationen des Teils 74 verwendet werden können.
In einer anderen Ausführungsform kann das Teil 74 durch einen Vakuumformprozess oder ein vakuumgeformtes Teil gebildet werden, das eine einzige Schicht oder mehrere Schichten aufweisen kann, von denen einige aus unterschiedlichen Materialien gebildet sein können, und wobei das Teil eine dreidimensionale Konfiguration mit verschiedenen Konfigurationen aufweist. Außerdem kann das vorerwähnte Teil eine ihm zugehörige Steifigkeit aufweisen, insofern als das Teil während eines Nähvorgangs oder Anbringens eines Stichs nicht entsprechend gebogen werden kann.
Wie oben erläutert, besteht der Wunsch, eine lebendige, nicht funktionale Naht auf dekorativen Fahrzeugverkleidungskomponenten zu schaffen, ohne kostspielige Cut-n-Sew-Technologien zu verwenden. Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird das Verfahren verwendet, um einen Doppelnaht anzubringen, wobei die Nähte nebeneinander liegen (z.B. einander gegenüber und parallel zueinander).
Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind auf ein alternatives Verfahren zum Aufbringen von Ziernähten auf Konstruktionen aus ungeformtem und vorgeformtem Material gerichtet, die in der Transportindustrie oder bei der Herstellung von Fahrzeugen und Fahrzeugteilen verwendet werden. Die hier offenbarten Verfahren können sowohl für Flachmaterial (Cut-n-Sew) verwendet werden, bieten jedoch einen größeren Vorteil, wenn sie an einem Teil verwendet werden, das einen gewissen Grad an Steifigkeit aufweist, so dass es nicht leicht flachgedrückt werden kann, ohne eine Beschädigung an dem Material hervorzurufen.
Wie hierin verwendet, bezeichnen die Begriffe „erste (r,s)“, „zweite(r,s)“ und dergleichen hierin keine Reihenfolge, Menge oder Wichtigkeit, sondern werden vielmehr verwendet, um ein Element von einem anderen zu unterscheiden, und die Begriffe „ein“ und „eine“ bezeichnen hier keine Mengenbeschränkung, sondern bezeichnen vielmehr das Vorhandensein von mindestens einem der genannten Elemente. Außerdem wird darauf hingewiesen, dass die Begriffe „untere(r,s)“ und „obere(r,s)“ hierin, sofern nicht anders angegeben, lediglich zur Vereinfachung der Beschreibung verwendet werden und nicht auf irgendeine einzelne Position oder räumliche Ausrichtung beschränkt sind.
Der in Verbindung mit einer Größe verwendete Modifikator „etwa“ schließt den angegebenen Wert ein und hat die durch den Kontext vorgegebene Bedeutung (schließt z.B. den Fehlergrad ein, der mit der Messung der bestimmten Größe verbunden ist) .
Während die Erfindung unter Bezugnahme auf eine beispielhafte Ausführungsform beschrieben wurde, versteht es sich für den Fachmann, dass verschiedene Änderungen vorgenommen und Elemente davon durch ihre Äquivalente ersetzt werden können, ohne von dem Umfang der Erfindung abzuweichen. Außerdem können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein bestimmtes Material an die Lehren der Erfindung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist beabsichtigt, dass die Erfindung nicht auf die bestimmte Ausführungsform beschränkt werden soll, die als die beste Art, die zum Ausführen dieser Erfindung in Betracht gezogen wird, offenbart ist, sondern dass die Erfindung alle Ausführungsformen umfassen soll, die in den Umfang der vorliegenden Anmeldung fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 16533345 B [0001]
US 14/876636 [0001]
US 10421413 [0001]
US 62/060487 [0001]

Claims

Kopf zum Anbringen von Nähten auf eine dekorative Komponente mit einer dreidimensionalen Konfiguration, umfassend: eine Nadelstangenanordnung, die mit dem Kopf wirksam gekoppelt ist; einen Greifer, der dazu konfiguriert ist, mit der Nadelstangenanordnung zusammenzuwirken, um mehrere Stiche in der dekorativen Komponente zu erzeugen, wobei sich der Greifer in einer Ebene parallel zu der dekorativen Komponente dreht; eine Säulenanordnung, die konfiguriert ist, um den Greifer in der Ebene in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben, wobei die Säulenanordnung mit einem Motor betriebsmäßig gekoppelt ist, der konfiguriert ist, um die Nadelstangenanordnung in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben, wobei die Säulenanordnung über eine Zylinderarmanordnung und eine Abwärtswellenanordnung mit dem Kopf wirksam gekoppelt ist; und wobei die Zylinderarmanordnung mit einem Schwingrahmen durch eine mechanische Verbindung, die eine Schwingrahmen-Antriebswelle mit der Zylinderarmanordnung verbindet, synchron gedreht wird.
Kopf nach Anspruch 1, wobei die Nadelstangenanordnung durch eine obere Antriebswelle, die mit dem Motor betriebsmäßig gekoppelt ist, hin- und hergehend angetrieben wird und die Säulenanordnung durch die obere Antriebswelle über eine Zwischenantriebswelle ebenfalls hin- und hergehend angetrieben wird.
Kopf nach Anspruch 2, wobei wenigstens eine von der Zylinderarmanordnung und/oder der Abwärtswellenanordnung an dem Kopf lösbar befestigt ist, so dass eine andere Zylinderarmanordnung und/oder eine andere Abwärtswellenanordnung an dem Kopf befestigt werden kann, so dass die Säulenanordnung in Bezug auf die Nadelstangenanordnung des Kopfes verlagert wird.
Kopf nach Anspruch 1, wobei wenigstens eine von der Zylinderarmanordnung und/oder der Abwärtswellenanordnung an dem Kopf lösbar befestigt ist, so dass eine andere Zylinderarmanordnung und/oder eine andere Abwärtswellenanordnung an dem Kopf befestigt werden kann, so dass die Säulenanordnung in Bezug auf die Nadelstangenanordnung des Kopfes verlagert wird.
Kopf nach Anspruch 1, wobei die Zylinderarmanordnung und die Abwärtswellenanordnung gegen eine andere Zylinderarmanordnung und eine andere Abwärtswellenanordnung austauschbar sind, so dass die Säulenanordnung in Bezug auf die Nadelstangenanordnung verlagert werden kann.
Kopf nach Anspruch 1, der ferner eine weitere Nadel und einen weiteren Greifer aufweist, der dazu konfiguriert ist, mit der weiteren Nadel zusammenwirken, um gleichzeitig zwei diskrete Muster von mehreren Stichen in der dekorativen Komponente zu erzeugen, wobei sich der weitere Greifer in der Ebene parallel zu der dekorativen Komponente dreht.
Kopf nach Anspruch 6, wobei die Säulenanordnung konfiguriert ist, um den Greifer und den weiteren Greifer in der Ebene in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben, wobei die Säulenanordnung mit einem Motor betriebsmäßig gekoppelt ist, der konfiguriert ist, um die Nadelstangenanordnung, die zwei Nadeln enthält, in einer hin- und hergehenden Weise anzutreiben.
Kopf nach Anspruch 7, der ferner eine Oberfadenbremse aufweist, die zur Steuerung einer Größe und Stabilisierung einer Position einer Oberfadenschlinge vor und während des Ergreifens des Oberfadens mit dem Greifer konfiguriert ist.
Kopf nach Anspruch 2, der ferner eine Oberfadenbremse aufweist, die zur Steuerung einer Größe und Stabilisierung einer Position einer Oberfadenschlinge vor und während des Ergreifens des Oberfadens mit dem Greifer konfiguriert ist.
Kopf nach Anspruch 1, der ferner eine Oberfadenbremse aufweist, die zur Steuerung einer Größe und Stabilisierung einer Position einer Oberfadenschlinge vor und während des Ergreifens des Oberfadens mit dem Greifer konfiguriert ist.