DE1251267B - Verfahren und Vorrichtung zum nahtartigen Verbinden von mehreren nicht selbst schweißfähigen Materialschichten - Google Patents

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND DEUTSCHES 40S7¥W PATENTAMT Int. Cl.:

B 65 b

PATENTSCHRIFT

Nummer:

Aktenzeichen:

Anmeldetag:

D 06 h
Deutsche KL: 8f-14

1 251 267
B 77920 VII a/8 f
31. Juli 1964
5. Oktober 1967
11. April 1968

Auslegetag:

Ausgabetag:

Patentschrift stimmt mit der Auslegeschrift überein

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum nahtartigen Verbinden von mehreren nicht selbst schweißfähigen Materialschichten, beispielsweise aus Baumwolle, Wolle, Leinen, Papier, Moltex od. dgl., unter Verwendung eines streifen- oder bandförmigen Schweißhilfsmittels, insbesondere eines thermoplastische Bestandteile aufweisenden Schweißfadens, der zwischen die zu verbindenden Schichten eingelegt wird und unter Wärme- und Druckeinwirkung eine Verbindungsherstellung an einzelnen Stellen bewirkt.

Es ist bislang bekannt, zwei nicht unmittelbar miteinander zu verschweißende Materialschichten, die beispielsweise aus einem Textilstoff bestehen, dadurch zu verbinden, daß ein thermoplastische Bestandteile aufweisender Schweißfaden auf die aufeinanderliegenden Lagen von außen aufgelegt und der Thermoplast zur Herstellung einer Verbindung unter Wärme- und Druckeinwirkung von oben in die Verbindungszone eingeschmolzen wird. Eine weitere Möglichkeit zur Herstellung einer derartigen Verbindung besteht darin, den Schweißmittelträger zwischen die zu verbindenden Schichten einzulegen. Dieser Weg wird insbesondere dann beschritten, wenn die zu verbindenden Schichten wenig porös sind. Das letztgenannte Verfahren läßt sich aber nur anwenden, wenn es sich um die Herstellung gerader Nähte handelt, da es nicht möglich ist, den Faden exakt nach einer gewünschten Kurvenbahn einzulegen und in dieser Lage auch zu fixieren. Will man Kurvennähte herstellen, so muß der Faden wie bei dem erstgenannten Verfahren von außen auf die obere der beiden zu verbindenden Materialschichten aufgelegt und in die Verbindungszone eingeschmolzen werden.

Es ist ferner bekannt, zur Herstellung von geraden Nähten, die untereinander in einem bestimmten Winkel verlaufen, einen Schweißfaden durch besondere Halteeinrichtungen so zu führen, daß er genau in der gewünschten Nahtzone liegt, wobei der Faden zwischen die zu verbindenden Materialschichten eingelegt wird. Jedes der gewünschten Nahtteilstücke muß aber in diesem Fall gerade verlaufen. Der Nachteil der vorgenannten Verfahren besteht insbesondere darin, daß sich der Schweißmittelträger (Faden) sehr leicht verschieben kann und dadurch das Endprodukt empfindlich gestört oder sogar unbrauchbar wird. In jedem Fall ist es zur Vermeidung einer Verschiebung des Fadens erforderlich, diesen nach dem Auf- bzw. Zwischenlegen einer Wärme- und Druckbehandlung zu unterziehen, um dadurch die Verbindungsherstellung zu erreichen, bevor eine Verschiebung des Fadens erfolgt ist. Aus dem vor-

Verfahren und Vorrichtung zum nahtartigen
Verbinden von mehreren nicht selbst
schweißfähigen Materialschichten

Patentiert für:

Otto Butter, Marktoberdorf, Tanellerstr. 15

Als Erfinder benannt:
Otto Butter, Marktoberdorf

genannten Grund ist daher nur sehr schlecht eine Automatisierung des Verbindungsvorganges an sich durchzuführen, bei welchem eine Verlagerung der Materialschichten zu einem anderen Arbeitsplatz erforderlich wird. In diesem Fall besteht die Gefahr, daß sich der Schweißmittelträger verschiebt.

Weiterhin ist ein Verfahren bekanntgeworden, bei dem eine Schweißnaht an einzelnen Stellen aufgebracht werden kann (vgl. USA.-Patentschrift 2 525 355). Das bekannte Verfahren eignet sich jedoch nur zur Verbindung von mehreren Schichten, von denen wenigstens eine thermoplastische Bestandteile aufweist, so daß damit die Notwendigkeit zur Verwendung eines gesonderten Schweißhilfsmittels nicht gegeben ist.

Die vorliegende Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren zum nahtartigen Verbinden mehrerer Materialschichten obengenannter Art zu schaffen, das sich insbesondere für eine automatische Fertigung eignet und die oben zitierten Nachteile bekannter Verfahren, wie Gefahr des Verschiebens des Schweißfadens, nicht aufweist. Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt darin, daß der Verbindungsvorgang selbst in einem beliebigen Zeitraum nach dem Auflegen des Schweißfadens erfolgen kann und auch ein zwischenzeitlicher Transport der Materialschichten mit dem aufgelegten Faden möglich ist. Außerdem gestattet das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung von beliebig verlaufenden Verbindungsnähten, d. h. also, es ist eine Möglich-

keit gegeben, auch gebogene Nähte in einwandfreier Form herzustellen.

Nach der Erfindung wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, daß der auf eine untere Materialschicht (Unterlage) aufgelegte Schweißfaden zunächst

an solchen Stellen, an denen eine Änderung der Nahtrichtung erfolgt, unverschiebbar fixiert wird, woraufhin eine weitere Materialschicht (Decklage) aufgelegt

809 535/12

und die Verbindung zwischen den Schichten anschließend bewirkt wird. Infolge der vorgenommenen Fixierung des Schweißfadens lassen sich Materialschichten mit aufgebrachtem Schweißfaden, auch wenn dies in einem automatisch ablaufenden Arbeitsvorgang erforderlich wird, von einem Arbeitsplatz zu einem zweiten transportieren, ohne daß eine Verschiebung des Schweißfadens erfolgt. Die Verbindung zwischen den Schichten in einem abschließenden Wärme- und Druckprozeß kann daher zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen, ohne daß eine Beeinträchtigung der Naht durch Verschieben des Schweißfadens möglich ist. Zur Vereinigung einer Vielzahl von Materialschichten sieht die Erfindung vor, daß auf die jeweilig aufgelegte Decklage nachfolgend in einem weiteren Arbeitsgang ein Schweißfaden aufgebracht und fixiert wird und die Verbindung nach Auflegen sämtlicher Schichten zwischen diesen in einem abschließenden Wärme- und Druckprozeß durchgeführt wird. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß nur eine Schweißvorrichtung, die die notwendige Verbindungswärme liefern muß, benötigt wird.

Eine zur Ausübung des Verfahrens geeignete Vorrichtung nach der Erfindung zum Verbinden von nicht selbst schweißfähigen Materialschichten ist dadurch gegeben, daß an einem taktweise angetriebenen, an sich bekannten Drehtisch oder Förderband, in Dreh- bzw. Antriebsrichtung gesehen, nacheinander in gleichmäßigen Abständen folgende Einrichtungen angeordnet sind:

eine der Anzahl der zu verbindenden Materialschichten entsprechende Zahl von Auflegeplätzen,

weiterhin diesen folgend eine um eine Einheit gegenüber der Anzahl der zu verbindenden Materialschichten verminderte Zahl von Auflegeplätzen für Schweißfäden mit diesen zugeordneten Wärme- und Druckeinrichtungen zum Fixieren der Fäden,

eine Station mit an sich bekannter Schweißpresse zum Verbinden aller Materialschichten
und anschließend eine um eine Einheit gegenüber der Anzahl der zu verbindenden Materialschichten verminderte Zahl von Freiplätzen.
Dabei erfolgt der taktweise Antrieb jeweils über eine Anzahl von Stationen, die der Zahl der zu verbindenden Materialschichten entspricht. Eine komplette Verbindung ist fertiggestellt nach einer der Zahl der zu verbindenden Teile entsprechenden Zahl von Umläufen des Drehtisches. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird eine wirtschaftliche Verbindung zwischen verschiedenen Materialschichten der genannten Art, wie sie beispielsweise bei der Fertigung von Kragen oder Manschetten erforderlich ist, ermöglicht.

Eine vorteilhafte Ausführungsform nach der Erfindung sieht vor, daß die Wärme- und Druckeinrichtung zum Fixieren der Fäden aus einer beheizten Fläche und einem oder mehreren gegenüber dieser bewegbar angeordneten Druckstempel besteht, die eine bei Druckausübung gegen die beheizte Fläche in das Innere federnd zurückweichende Führung für den Schweißfaden aufweisen. Jeder Druckstempel kann dabei aus einem magnetischen Bodenteil, einer an diesem befestigten Kappe mit als Druckfläche ausgebildeter Stirnseite und einem durch letztere nach außen hindurchragenden Führungsstift bestehen, an dem eine diesen nach außen in seine wirksame Stellung einstellende Feder angreift. Falls mehrere Druckstempel auf einer gemeinsamen Tragplatte angeordnet sind, besteht auch die Möglichkeit, an dieser Tragplatte einen Elektromagneten anzubauen, wodurch der magnetische Bodenteil des Druckstempels entfallen kann.

Die Erfindung ist im folgenden an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Dabei zeigt

ίο F i g. 1 das Prinzip einer gebogen verlaufenden Nahtform, die unter Verwendung mehrerer Druckstempel zum Fixieren des Schweißfadens hergestellt wird,

F i g. 2 das Prinzip zur Erzeugung des gewünschten Schweißfadenverlaufes,

F i g. 3 das Prinzip der Wärme- und Druckeinrichtung zum Fixieren der Schweißfäden,

F i g. 4 eine Einzelheit der Anordnung gemäß Fig. 3,

F i g. 5 eine weitere Nahtform,

F i g. 6 eine Vorrichtung zum gegenseitigen Verbinden von zwei nicht selbst schweißfähigen Materialzuschnitten.

Gemäß F i g. 1 ist ein Schweißfaden 1 durch fünf Druckstempel 2, 3, 4, 5, 6 in der dargestellten Form auf ein nicht gezeichnetes Materialteil aufzulegen. Dies geschieht gemäß F i g. 2 derart, daß zunächst der auf einen Kops 7 aufgewickelte Schweißfaden 1 durch eine Zange 8 erfaßt und gerade ausgezogen wird. Nunmehr werden die Druckstempel 3, 4 und 5, die auf einem gemeinsamen Schieber angeordnet sind, in Richtung des Pfeiles 9 verschoben und dabei der Schweißfaden 1 in die in F i g. 2 gestrichelt dargestellte Lage ausgezogen. In dieser Zeit sind die beiden auf einem weiteren Schieber gemeinsam angeordneten Druckstempel 2 und 6 so weit gegenüber der Zeichenebene zurückgezogen, daß sie die Bewegung des Schweißfadens 1 nicht stören. Anschließend werden die beiden Druckstempel 2 und 6 in Richtung des Pfeiles 10 verfahren, wobei der für beide gemeinsame Schieber bzw. die Kulisse beiseite geschoben wird. Nunmehr wird die gesamte Anordnung in Richtung des Pfeiles 11 verschoben, wobei die beiden Druckstempel 2 und 6 den Faden 1 erfassen und in die endgültige in F i g. 1 dargestellte Stellung oberhalb eines Zuschnittes 12 verschieben.

In F i g. 3 ist der Zuschnitt 12 auf einer beheizten Fläche 13 liegend dargestellt. Von den verwendeten Druckstempeln ist in F i g. 3 nur der Druckstempel 2 gezeigt. Dieser besteht aus einem magnetischen Bodenteil 14, einer an diesem befestigten Kappe 15 mit einer als Druckfläche 16 ausgebildeten Stirnseite, durch die ein Führungsstift 17 nach außen ragt. Letzterer wird durch eine durch magnetische Wirkungen nicht zu beeinflussende Feder 18 (Messingfeder) in seine wirksame Stellung nach außen verstellt, so daß der Schweißfaden 1 sicher gehalten ist. Der die Druckstempel 2 und 6 tragende Schieber ist mit 19 bezeichnet. Durch einen Hydraulikstempel 20 können somit die Druckstempel 2 und 6 gegen die geheizte Fläche 13 bewegt werden. Dabei wird der Führungsstift 17 in das Innere des Druckstempels 2 ausweichen, so daß der Schweißfaden 1 durch die Druckfläche 16 gegen den Zuschnitt 12 gepreßt und unter Wärmeeinwirkung auf diesem unverschiebbar fixiert wird.

In F i g. 4 ist dargestellt, daß die Fixierung nur in dem Bereich erfolgt, in dem die Druckfläche 16 gegen

die beheizte Fläche 13 drückt. Die beiden fixierten Stellen sind dabei mit 21, 22 bezeichnet. Der Führungsstift 17 wird an einer Drehung durch Anbringung eines Keiles gehindert. Der Stift 17 selbst ist derart bearbeitet, daß man nötigenfalls auch scharfe Ecknähte erzeugen kann. Beim Anheben des Schiebers 19 mittels der Hydraulik 20 streift sich dabei der Faden 1 von dem Führungsstift 17 ab, der Zuschnitt 12 kann von der beheizten Platte abgenommen werden, ohne daß eine Verschiebung des Schweißfadens 1 befürchtet werden muß.

F i g. 5 zeigt eine vereinfachte Nahtform, bei der die Druckstempel 2, 3, 4, 5 und 6 auf einem gemeinsamen Schieber angeordnet sind. Es ist in diesem Fall lediglich erforderlich, zur Erzeugung der gewünschten Nahtlinie diesen Schieber in Richtung des Pfeiles 23 zu bewegen, um damit den Faden 1 oberhalb des Zuschnitteiles 24 zu fixieren. Die weitere Verbindungsherstellung erfolgt in der weiter oben beschriebenen Weise.

Bei der Herstellung gerade verlaufender Nähte kann auf die Verwendung der Haltestifte überhaupt verzichtet werden.

In F i g. 6 ist eine Vorrichtung zum Verbinden von zwei nicht selbst schweißfähigen Materialzuschnitten dargestellt. Diese Vorrichtung besteht im wesentlichen aus einem in Richtung des Pfeiles 30 taktweise angetriebenen Drehtisch 31, an dem, in Drehrichtung gesehen, nacheinander in gleichmäßigen Abständen zwei Auflegeplätze 32, 33 mit Halteelementen (Klammern od. dgl.) für die zu verbindenden Materialschichten (Zuschnitte) 34, 35, ein Auflegeplatz 36 für den Schweißfaden 1 in der im Prinzip in den F i g. 2, 3 und 4 dargestellten Weise mit einer diesem zugeordneten Wärme- und Druckeinrichtung zum Fixieren des Fadens 1, nachfolgend eine Station 37 mit einer an sich bekannten Schweißpresse zum Verbinden aller Materialschichten und anschließend ein Freiplatz 38 angeordnet ist. Zur Herstellung einer Verbindung zwischen den beiden Zuschnitten 34, 35 ist außerdem in an sich bekannter Weise ein nicht dargestellter Antrieb für den Drehtisch vorgesehen, der diesen, wie noch näher nachfolgend erläutert wird, um fünf Vorschubtakte in zwei Umläufen jeweils um eine Entfernung von zwei Stationen antreibt.

Ein kompletter Arbeitsvorgang zur Herstellung einer Verbindung zwischen den beiden Zuschnitten 34, 35 verläuft dabei wie folgt:

An dem Auflegeplatz 32 wird von einer Bedienungsperson zunächst der eventuell bereits fertiggestellte, aus den beiden Zuschnitten 34,35 bestehende Teil abgenommen und gleichzeitig ein Zuschnitt 34 aufgelegt und in der gewünschten Lage in an sich bekannter Weise durch klammern, Nadeln od. dgl. fixiert. Mittels eines Antriebes wird der Drehtisch 31 nunmehr um eine Entfernung von zwei Stationen, d. h. von dem Auflegeplatz 32, an dem der Zuschnitt 34 aufgelegt wurde, bis zu dem Auflegeplatz 36, an dem der Schweißfaden 1 wie beschrieben aufgebracht wird, weitergedreht. Nachdem dieses durchgeführt ist, erfolgt wiederum ein Antrieb des Drehtisches 31 in Richtung des Pfeiles 30 um die Entfernung von zwei Stationen, d. h., daß nunmehr der Zuschnitt 34, auf den der Schweißfaden 1 aufgelegt und wie zuvor beschrieben fixiert ist, an den Freiplatz 38 gelangt. Dort erfolgt keine weitere Behandlung. Die Einschaltung des Freiplatzes 38 erfolgt zu einem im folgenden noch näher erläuterten Zweck. In einem weiteren Vorschubtakt gelangt nunmehr der Zuschnitt 34 von dem Freiplatz 38 zu dem Auflegeplatz 33, an dem der (obere) Zuschnitt 35

. aufgebracht und festgelegt wird. Diese Arbeit nimmt die gleiche Bedienungsperson vor, die auch den Zuschnitt 34 an dem Auflegeplatz 32 aufbringt. In einem weiteren Vorschubtakt gelangen nunmehr die beiden Zuschnitte 34, 35 mit dem zwischen beiden liegenden Schweißfaden 1 von dem Auflegeplatz 33

ίο zu der Schweißpresse 37, wo eine Verbindung unter Wärme- und Druckeinwirkung zwischen den beiden Zuschnitten 34, 35, wie bekannt, durchgeführt wird. In einem den kompletten Verbindungsvorgang abschließenden fünften Vorschubtakt gelangen die nunmehr in der gewünschten Weise miteinander verbundenen Zuschnitte 34, 35 von der Station 37 mit der Schweißpresse an den Ausgangspunkt, nämlich den Auflegeplatz 32, wo sie von der Bedienungsperson abgenommen werden. Anschließend wird am Auf-

ao legeplatz 32 ein neuer Zuschnitt 34 aufgebracht.

Da die beiden Auflegeplätze 32,33 durch eine Bedienungsperson gewartet werden, ist es möglich, mit der vorliegenden Vorrichtung in laufender Folge zu arbeiten, wobei der Freiplatz 38 lediglich die Aufgäbe hat, ein reibungsloses, kontinuierliches Auflegen der Zuschnitte zu gewährleisten, ohne daß eine Überschneidung erfolgt.

Besteht die Aufgabe, drei Zuschnitte miteinander zu verbinden, so sind an dem Drehtisch 31, in Drehrichtung 30 gesehen, hintereinander drei Auflegeplätze für die zu verbindenden drei Materialschichten anzuordnen, denen zwei Auflegeplätze für Schweißfäden mit den erforderlichen Wärme- und Druckeinrichtungen zum Fixieren der Fäden nachgeordnet sind. Es folgt wiederum eine Station mit einer Schweißpresse zum Verbinden aller Materialschichten und anschließend zwei Freiplätze. Bei einer derartigen Anordnung läßt sich in der zuvor beschriebenen Weise in ununterbrochener Folge eine Verbindung von drei Zuschnitten miteinander bewerkstelligen. Bei jedem Takt wird eine Verbindung von drei Zuschnitten fertig.

Es ist selbstverständlich auch möglich, eine größere Anzahl von Zuschnitten zu verbinden, wenn die entsprechende Zahl von Auflegeplätzen für die Materialschichten bzw. die Schweißfäden und die entsprechende Zahl von Freiplätzen vorgesehen wird.

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum nahtartigen Verbinden von mehreren nicht selbst schweißfähigen Materialschichten, beispielsweise aus Baumwolle, Wolle, Leinen, Papier, Moltex u. dgl., unter Verwendung eines streifen- oder bandförmigen Schweißhilfsmittels, insbesondere eines thermoplastische Bestandteile aufweisenden Schweißfadens, der zwischen die zu verbindenden Schichten eingelegt wird und unter Wärme- und Druckeinwirkung eine Verbindungsherstellung an einzelnen Stellen bewirkt, dadurch gekennzeichnet, daß der auf eine untere Materialschicht (Unterlage) aufgelegte Schweißfaden zunächst an solchen Stellen, an denen eine Änderung der Nahtrichtung erfolgt, unverschiebbar fixiert wird, woraufhin eine weitere Materialschicht (Decklage) aufgelegt und die Verbindung zwischen den Schichten anschließend bewirkt wird.

2. Verfahren zum nahtartigen Verbinden nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Verbindung einer Vielzahl von Materialschichten auf die jeweils aufgelegte Decklage nachfolgend in einem weiteren Arbeitsgang ein Schweißfaden aufgebracht und fixiert wird und die Verbindung nach Auflegen sämtlicher Schichten zwischen diesen in einem abschließenden Wärme- und Druckprozeß in einer Schweißpresse durchgeführt wird. ίο

3. Vorrichtung zum Verbinden von mehreren nicht selbst schweißfähigen Materialschichten zur Ausübung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an einem taktweise angetriebenen, an sich bekannten Drehtisch (31) oder Förderband, in Dreh- bzw. Antriebsrichtung gesehen, nacheinander in gleichmäßigen Abständen folgende Einrichtungen angeordnet sind:

eine der Anzahl der zu verbindenden Materialschichten (33, 34) entsprechende Zahl von Auflegeplätzen (32, 33), weiterhin diesen folgend eine um eine Einheit gegenüber der Anzahl der zu verbindenden Materialschichten verminderte Zahl von Auflegeplatzen (36) für Schweißfäden (1) mit diesen zugeordneten Wärme- und Druckeinrichtungen (2, 13 bis 20) zum Fixieren der Fäden (1),

eine Station (37) mit an sich bekannter Schweißpresse zum Verbinden aller Materialschichten (33, 34) und
anschließend eine um eine Einheit gegenüber der Anzahl der zu verbindenden Materialschichten (33,34) verminderte Zahl von Freiplätzen (38).

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärme- und Druckeinrichtung (2,13 bis 20) zum Fixieren der Fäden (1) aus einer beheizten Fläche (13) und einem oder mehreren gegenüber dieser bewegbar angeordneten Druckstempeln (2 bis 6) besteht, die eine bei Druckausübung gegen die beheizte Fläche (13) in das Innere federnd zurückweichende Führung (17,18) für den Schweißfaden (1) aufweisen.

5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Druckstempel (2) aus einem magnetischen Bodenteil (14), einer an diesem befestigten Kappe (15) mit als Druckfläche (16) ausgebildeter Stirnseite und einem durch letztere nach außen hindurchragenden Führungsstift (17) besteht, an dem eine diesen nach außen in seine wirksame Stellung einstellende Feder (18) angreift.

In Betracht gezogene Druckschriften:
USA.-Patentschrift Nr. 2 525 355.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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