DE19634327A1 - Vorrichtung zur Herstellung von Nähten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Nähten zur Bildung von vorzugsweise dreidimensionalen Gegenständen gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Die DE 41 02 840 C1 offenbart eine gattungsgemäße Vorrichtung, bei der eine am Arm eines Manipulators angeordnete Nähmaschine an Zuschnitten entlang der vorgesehenen Nahtlinie bewegt wird, wobei die Zuschnitte von einer stationären Haltevorrichtung aufgenommen sind, die als Formkörper ausgebildet sein kann.

Zur Erzielung einer möglichst schwingungsfreien Bewegung des Manipula­ torarmes wird dieser kontinuierlich an den miteinander zu vernähenden Zuschnitten entlang bewegt wobei die Nadel und der Niederhalter der Nähmaschine während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung relativ zum Manipulatorarm zwar entgegen dessen Vorschubrichtung, jedoch mit gleicher Geschwindigkeit wie dieser, bewegt wird. Hierdurch ergibt sich während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung hinsichtlich der Vorschubbewegung ein Stillstand zwischen der Nadel und dem Niederhalter der Nähmaschine einerseits und der Haltevorrichtung und somit den Zuschnitten andererseits, so daß während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung für die Zuschnitte eine relativ sichere Ruhelage gegeben ist.

Zur Einholung diese Nachlaufes von Nadel und Niederhalter der Nähma­ schine, führen diese während der ausgestochenen Phase der Nadelbe­ wegung eine Relativbewegung zum Manipulatorarm aus, die in dessen Vorschubrichtung mit der gleichen Geschwindigkeit wie diejenige des Manipulatorarmes erfolgt.

Damit wird zwar während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung eine Relativbewegung zwischen der Nadel und dem Niederhalter der Nähmaschine einerseits und der Zuschnitte innerhalb der Haltevorrichtung andererseits vermieden, jedoch bewegen sich während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung sowohl die Nadel als auch der Niederhalter der Nähmaschine an den Zuschnitten entlang. Da auch der Niederhalter während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung seine angehobene Position einnimmt, sind die Zuschnitte während der Relativbewegung von Nadel und Niederhalter zum Manipulatorarm nicht mehr unter Kontrolle von Nadel und/oder Niederhalter. Dies kann sowohl zu Unregelmäßigkeiten, beispielsweise zum Kräuseln der Naht, als auch zu Unregelmäßigkeiten bei der Stichbildung, insbesondere zu nicht verzugsfreien und/oder nicht ordnungsgemäß eingezogenen Stichen, und somit zu nicht einwandfreien Nähten führen. Auch können sich hierdurch die Randbereiche der Zuschnitte im eigentlichen Bereich der Nahtbildung gegeneinander verschieben, was ebenfalls zu einer nicht ordnungsgemäßen Naht führen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine gattungsgemäße Vorrichtung dahingehend zu verbessern, daß solche Unregelmäßigkeiten vermieden und damit einwandfreie Nähte erzielt werden können.

Ausgehend von einer gattungsgemäßen Vorrichtung wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Da die zusätzliche Klemmeinrichtung während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung geschlossen ist und sich während dieser Zeit auch nicht relativ zu den Zuschnitten bewegt lösen sich die Klemmeinrichtung und der Niederhalter in der Fixierung der Zuschnitte einander ab, so daß diese sowohl während der eingestochenen, als auch während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung unter Kontrolle gehalten sind. Unregelmäßigkeiten sowohl hinsichtlich des Sticheinzuges, als auch hinsichtlich der zum Nahtkräuseln führenden Verschiebung der Zuschnitte gegeneinander sind damit ausgeschlossen.

Da die parallel zur Vorschubrichtung des Manipulatorarmes erfolgenden Relativbewegungen zwischen der Nadel und dem Manipulatorarm einerseits bzw. zwischen der Klemmeinrichtung und dem Manipulatorarm andererseits die jeweils gleiche Größe aufweisen und lediglich um 180° zueinander phasenversetzt sind, ergibt sich eine in konstruktiver Hinsicht günstige, nämlich besonders einfache und funktionssichere Lösung für die Erzielung der Relativbewegungen zwischen Nadel, Niederhalter und Klemmeinrichtung einerseits und dem Manipulator andererseits dadurch, daß die Nadel und der Niederhalter in einem relativ zum Manipulatorarm bewegbaren Rahmen aufgenommen sind, und der Antrieb für die Relativbewegung der Klemmeinrichtung von der Relativbewegung des Rahmen zum Manipu­ latorarm abgeleitet ist.

Ebenso ist es vorteilhaft, wenn die Bewegung zum Öffnen und Schließen der Klemmeinrichtung vom Antrieb zum Heben und Senken des Niederhalters abgeleitet ist.

Da die Größe der Öffnungsbewegung der Klemmeinrichtung und die Größe der Hub- bzw. Senkbewegung des Niederhalters gleich sein können und lediglich um 180 Grad zueinander phasenversetzt sind, ist es für die Ableitung der Bewegung der Klemmeinrichtung von der Bewegung des Niederhalters lediglich erforderlich, die vom Antrieb des Niederhalters abgeriffene Bewegung phasenmäßig um 180 Grad zu versetzen.

Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie der Beschreibung eines in der beigefügten Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles der Erfindung.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Manipulators mit einer Nähmaschine;

Fig. 2 den Bereich der Stichbildestelle in vergrößertem Maßstab;

Fig. 3 einen Teilschnitt der Nähmaschine mit dem Nadelantrieb;

Fig. 4 einen Schnitt nach Linie III-III der Fig. 3;

Fig. 5 einen Längsschnitt durch den Antrieb des Niederhalters;

Fig. 6 eine Draufsicht auf den Antrieb des Niederhalters, teilweise geschnitten;

Fig. 7a einen Längsschnitt durch den Antrieb der Klemmeinrichtung in deren wirksamen Phase;

Fig. 7b einen Längsschnitt durch den Antrieb der Klemmeinrichtung in deren unwirksamen Phase;

Fig. 7c einen Längsschnitt durch den Antrieb der zum Einlegen der Zuschnitte geöffneten Klemmeinrichtung;

Fig. 8 eine Draufsicht auf den Antrieb der Klemmeinrichtung, teilweise geschnitten;

Fig. 9 eine Stirnansicht der Nähmaschine bei im oberen Totpunkt befind­ licher Nadel;

Fig. 10 eine Stirnansicht der Nähmaschine bei im unteren Totpunkt befind­ licher Nadel;

Fig. 11 einen Teilschnitt nach Linie V-V der Fig. 5;

Fig. 12 eine Teilansicht in Richtung des Pfeiles X der Fig. 8;

Fig. 13 eine vergrößerte Draufsicht auf den Bereich der Klauenkupplung.

In Fig. 1 ist ein Manipulator 1 gezeigt, der einen eine Nähmaschine 2 tragenden Manipulatorarm 3 aufweist. Die Nähmaschine 2 kann als Stepp­ stich- oder als Kettenstichnähmaschine ausgebildet sein und ist starr mit dem Manipulatorarm 3 verbunden. Der Manipulator 1 ist mit einem nicht gezeigten Antrieb versehen, der ihm eine kontinuierliche Bewegung erteilt, die parallel zu der an Zuschnitten A, B zu bildenden Nahtlinie N gerichtet ist.

Die Zuschnitte A, B sind von einer stationär angeordneten Haltevorrichtung 4 aufgenommen, die beim gezeigten Ausführungsbeispiel von einem Form­ körper gebildet ist. Zur Herstellung von beispielsweise dreidimensionalen Gegenständen weist der Formkörper mehrere Anlageflächen auf, die im Winkel zueinander angeordnet sind. Die Zuschnitte A, B werden mittels nicht gezeigten Haltemitteln, die beispielsweise als Magnetplatten oder Nadeln ausgebildet sein können, an den Anlageflächen gehalten und stehen um einen bestimmten Bereich - nachstehend "Randzonen" genannt - gegenüber den Anlageflächen vor. Die Randzonen können dabei entweder eine Verlängerung jeweils einer Anlagefläche bilden, oder sie können in beliebigem Winkel, beispielsweise in einem Winkel von 45 Grad zu den Anlageflächen geneigt sein.

Die Anordnung der Nähmaschine 2 auf dem Manipulatorarm 3 ist so getroffen, daß die stichbildende Bewegung der Nadel 5 im wesentlichen quer zu den Randzonen der Zuschnitte A, B erfolgt. Die Nadel 5 arbeitet in an sich bekannter Weise mit einem Greifer 6 zusammen, der als Doppelsteppstich- oder als Kettenstichgreifer ausgebildet sein kann. Es ist selbstverständlich auch möglich, anstelle einer einzigen Nadel eine Mehrnadelanordnung mit einer entsprechenden Anzahl von Greifern vorzusehen.

Die Nähmaschine 2 weist ein Gehäuse 7 auf, in dem die von einem Motor 8 angetriebene Hauptwelle 9 aufgenommen ist. Mit der Hauptwelle 9 ist eine über einen Riementrieb 10 angetriebene Kurbelwelle 11 (Fig. 3 und 4) verbunden, an die eine Kurbel 12, ein Lenker 13 und eine im Gehäuse 7 gelagerte Schwinge 14 angelenkt sind, die zusammen eine Kurbelschwinge bilden. Mit der Schwinge 14 ist ein weiterer Lenker 15 verbunden, der an eine weitere Schwinge 16 angelenkt ist. Diese ist an einem ihrer freien Enden mittels eines Zapfens 17 mit einem Zusatzlenker 18 verbunden, der auf einem im Gehäuse 7 angeordneten Lagerzapfen 19 gelagert ist. Das noch freie Ende der Schwinge 16 trägt einen Zapfen 20, an dem ein die Nadel 5 aufnehmender Nadelhalter 21 angreift, der auf einer im wesentlichen vertikal angeordneten Geradführung 22 verschieblich angeordnet ist. Der Zapfen 20 führt hierdurch eine geradlinige Bewegung auf der Geradführung 22 aus, wobei er zur Erzielung der erforderlichen Ausgleichsbewegung eine kreisbogenförmige Bewegung um den den Zusatzlenker 18 tragenden Lagerzapfen 17 ausführt, so daß die Kurbelschwinge näherungsweise ein Schubkurbelgetriebe bildet.

Der Nadelhalter 21 ist mit einem den Zapfen 20 umgreifenden und gabel­ förmig ausgebildeten Lagerauge 23 versehen, das auf dem in der Schwinge 16 in axialer Richtung festgelegten Zapfen 20 längsverschieblich angeordnet ist. Die lichte Weite des Lagerauges 23 ist um einen bestimmten Betrag größer als die Breite der Schwinge 16, so daß sich der Nadelhalter 21 diesem Betrag entsprechend entlang des Zapfens 20 relativ zur Schwinge 16 bewegen kann.

Parallel zur Geradführung 22 ist in seitlichem Abstand zu dieser eine zweite Geradführung 24 vorgesehen, auf der ein Niederhalter 25 verschieblich angeordnet ist. Dieser weist (Fig. 2 und 5) ein Druckstück 26 auf, das mit einer Stichplatte 27 zusammenwirkt, die von einem noch später zu beschreibenden Rahmen getragen ist, so daß die miteinander zu vernähenden Zuschnitte A; B bzw. deren Randzonen während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung gegen die Stichplatte 27 gedrückt werden. Während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung befindet sich das Druckstück 26 oberhalb der Randzonen der Zuschnitte A, B, so daß diese nur von der Haltevorrichtung 4 gehalten sind.

Zum Antrieb des Niederhalters 26 weist der Lenker 13 eine von einem Zapfen 28 gebildete Anlenkstelle für einen weiteren Lenker 29 auf, der sich auf einer annähernd ellypsenförmigen Bahn bewegt. Der Lenker 29 ist mittels eines Zapfens 31 an eine Schwinge 32 angelenkt, die an ihrem freien Ende zur Aufnahme eines Lagerzapfens 33 gabelförmig ausgebildet ist. Der Lagerzapfen 33 wird von einem Ende einer im wesentlichen S-förmig ausgebildeten Biegefeder 34 umgriffen, deren anderes Ende an einem Ansatz 35 des Niederhalters 25 angreift. Die Breite des den Lagerzapfen 33 umgreifenden Endes der Biegefeder 34 ist um einen bestimmten Betrag kleiner als die lichte Weite des gabelförmigen Endes der Schwinge 32, so daß sich die Biegefeder 34 relativ zum Lagerzapfen 33 bewegen kann.

Die Länge des Lenkers 29 ist derart auf die annähernd ellypsenförmige Bahn der Anlenkstelle abgestimmt, daß das über die Biegefeder 34 am Niederhalter 25 angreifende Ende der Schwinge 32 im Bereich der unteren Totpunktlage eine Art Raststellung durchfährt. Dabei wird durch die Zwischenschaltung der Biegefeder 34 im unteren Totpunktbereich des Niederhalters 25 durch die sich - bei schon auf den Zuschnitten A, B aufliegendem Niederhalter 25 - noch etwas weiter bewegende Schwinge 32 einerseits dessen Andruckkraft unter Erhöhung der Federspannung verstärkt, anderseits drückt der Niederhalter 25 bei sich wieder nach aufwärts bewegender Schwinge 32 noch so lange mit sich stetig verkleinernder Andruckkraft gegen die Zuschnitte A, B, bis sich die Biegefeder 34 entspannt hat und der Niederhalter 25 an der Aufwärtsbe­ wegung der Schwinge 32 teilnimmt.

Die beiden Geradführungen 22, 24 sind in einem Rahmen 36 (Fig. 2 und 3) aufgenommen, der quer zur Längsachse des Gehäuses 7 und somit parallel zur zu bildenden Nahtlinie N verschieblich ist. Hierzu sind in Seiten­ wandungen des Gehäuses 7 insgesamt 4 Führungszapfen 37, 38 vorgesehen, die im wesentlichen horizontal und quer zur Längsachse des Gehäuses 7 gerichtet sind. Während die beiden oberen Führungszapfen 37 (Fig. 9) im Gehäuse 7 fest angeordnet sind, und der Rahmen 36 sich relativ zu diesen bewegt, sind die beiden unteren Führungszapfen 38 fest mit dem Rahmen 36 verbunden, so daß diese sich während der Relativbewegung des Rahmens 36 zusammen mit diesem relativ zum Gehäuse 7 bewegen.

Die beiden unteren Führungszapfen 38 sind als Hohlzapfen ausgebildet und ragen zu einem noch später zu erläuternden Zweck um einen bestimmten Betrag aus dem Gehäuse 7 heraus.

Da das Lagerauge 23 des Nadelhalters 21 auf dem von der Schwinge 16 getragenen Zapfen 20 verschieblich ist, nehmen weder die Schwinge 16 selbst, noch die ihr vorgeschalteten Glieder der Kurbelschwinge an den zur Nahtlinie N parallel gerichteten Relativbewegungen des Rahmens 36 teil.

Nachdem auch das den Lagerzapfen 33 umgreifende Ende der Biegefeder 34 entlang des Lagerzapfens 33 relativ zu diesem bewegbar ist, nimmt auch die den Niederhalter 25 bewegende Schwinge 32 nicht an den zur Nahtlinie N parallel gerichteten Relativbewegungen des Rahmens 36 teil.

Da die Stichplatte 27 an dem Rahmen 36 befestigt ist, nimmt auch sie an dessen Relativbewegungen teil.

Da während diesen Bewegungen des Rahmens 36 Seitenkräfte auf die Schwinge 32 einwirken, ist diese im Bereich des Zapfens durch zwei seitliche Widerlager 39, die am Gehäuse 7 befestigt sind, abgestützt.

Zur Erzeugung der parallel zur Nahtlinie N gerichteten Relativbewegung des Rahmens 36 ist im Gehäuse 7 eine von der Hauptwelle 9 im Verhältnis 1 : 1 angetriebene Kurvenscheibe 41 (Fig. 4) mit einer Kurvennut 42 angeordnet. Mit der Kurvenscheibe 41 wirkt eine Abtastrolle 43 zusammen, die von einem Schwinghebel 44 getragen ist, der auf einem im Gehäuse 7 angeordneten Zapfen 45 gelagert ist. Am Schwinghebel 44 greift ein Lenker 46 an, dessen noch freies Ende an den Rahmen 36 angelenkt ist, so daß der Rahmen 36 durch die um den Zapfen 45 erfolgenden Schwingbewegungen des Schwinghebels 44 quer zur Längsachse des Gehäuses 7 gerichtete Relativbewegungen zu diesem ausführt. Da die Geradführungen 22, 24 für den Nadelhalter 21 und den Niederhalter 25 im Rahmen 36 aufgenommen sind, nehmen diese an den Relativbewegungen des Rahmens 36 gegenüber dem Gehäuse 7 teil und bewegen sich somit parallel zur zu bildenden Nahtlinie N.

Die Ausbildung der Kurvennut 42 ist so getroffen, daß sich der Rahmen 36 während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung entgegen der Vorschubrichtung des Manipulatorarmes 3 und während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung in dessen Vorschubrichtung bewegt. Die Kurven­ nut 42 ist ferner so ausgebildet, daß die Geschwindigkeiten von Manipula­ torarm 3 und Rahmen 36 gleich groß sind. Dabei ist gewährleistet, daß der sich kontinuierlich in Vorschubrichtung bewegende Manipulatorarm 3 während einer Umdrehung der Kurvenscheibe 41 und somit während einer Stichbildeperiode einen der Stichlänge entsprechenden Weg zurücklegt.

Da sich der Rahmen 36 während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung mit der gleichen Geschwindigkeit wie der Manipulatorarm 3, jedoch entgegen dessen Vorschubrichtung bewegt ergibt sich während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung für den Rahmen eine absolute Geschwindigkeit Null, und somit gegenüber der Haltevorrichtung 4 bzw. den Zuschnitten A, B ein Stillstand der Vorschubbewegung von Nadel 5 und Niederhalter 25.

Demgegenüber bewegt sich der Rahmen 36 während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung mit der Geschwindigkeit des Manipulatorarmes 3 in dessen Vorschubrichtung, so daß sich der Rahmen 36 und somit Nadel 5 und Niederhalter 25 gegenüber der Haltevorrichtung 4 bzw. den Zuschnitten A, B mit der doppelten Geschwindigkeit des Manipulatorarmes 3 bewegen und somit während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung einen der Stichlänge entsprechenden Weg zurück legen.

Die Nähmaschine 2 weist zusätzlich zum Niederhalter 25 eine Klemmeinrichtung 48 auf, die die Randzonen der Zuschnitte A, B während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung im Bereich der Stichbildestelle festhält. Die Klemmeinrichtung 48 wird von einem oberen Klemmenteil 49 und einem unteren Klemmenteil 51 gebildet.

Das obere Klemmenteil 49 ist mit einem Druckstück 52 versehen, das im wesentlichen die Form eines U aufweist, dessen Symmetrielinie parallel zur Längsachse des Gehäuses 7 verläuft, wobei die offene Seite des U dem Rahmen 36 benachbart ist. Die Anordnung ist so getroffen, daß das Druckstück 26 des Niederhalters 25 von der Seite her in das Druckstück 52 des oberen Klemmenteiles 49 ragt.

Das untere Klemmenteil 51 ist im wesentlichen stegartig ausgebildet und innerhalb einer in die Stichplatte 27 eingearbeiteten Nut 53 verschieblich angeordnet, die ihrerseits quer zur Längsachse des Gehäuses 7 und somit parallel zur zu bildenden Nahtlinie N verläuft.

Zur Aufnahme des unteren Klemmenteiles 51 dient ein rahmenartig ausgebildeter Träger 54, der mit zwei Zapfen 55 fest verbunden ist, die in den Seitenwandungen des Gehäuses 7 angeordnet sind. Die Zapfen 55 sind parallel zu den Führungszapfen 38 angeordnet und in den Seitenwandungen längsverschieblich geführt. Die im Bereich der beiden unteren Führungs­ zapfen 38 angeordneten Zapfen 55 ragen aus der jeweiligen Seitenwandung um den jeweils gleichen Betrag wie die Führungszapfen 38 heraus.

An jeder der Seitenwandungen ist ein Schwenklager 56 für die Aufnahme je eines Kipphebels 57 vorgesehen. Jeder der Kipphebel 57 liegt, vorzugsweise unter Zwischenlage von Tellerfedern, an der Stirnseite des ihm zugeordneten Führungszapfens 38 bzw. des ihm zugeordneten Zapfens 55 an. Jedes der beiden Schwenklager 56 ist mittig zu den ihm paarweise zugeordneten Führungszapfen 38 bzw. Zapfen 55 angeordnet, so daß die Ausschläge der beiden Enden eines jeden der Kipphebel 57 zwar gleich groß, jedoch zueinander entgegengesetzt gerichtet sind.

Wird der Rahmen 36 durch die Kurvenscheibe 41 und die ihr nachgeordneten Antriebsglieder quer zur Längsachse des Gehäuses 7 und damit parallel zur zu bildenden Nahtlinie N bewegt, so werden - bezogen auf Fig. 9 - die beiden Führungszapfen 38 nach rechts bewegt. Über die beiden Kipphebel 57 werden die beiden Zapfen 55 und somit auch der von ihnen aufgenommene Träger 54 um den gleichen Betrag nach links bewegt. Dies bedeutet, daß der Rahmen 36 und der Träger 54 jeweils um den gleichen Betrag, jedoch gegenläufig zueinander bewegt werden.

Da der Rahmen 36 während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung jeweils entgegen der Richtung der Vorschubbewegung des Manipulator­ armes 3 um den Betrag einer halben Stichlänge bewegt wird, wird der Träger 54 während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung um den gleichen Betrag in Richtung der Vorschubbewegung des Manipulatorarmes 3 bewegt. Der Träger 54 führt daher während der eingestochenen Phase der Nadelbe­ wegung aufgrund der Addition der Vorschubbewegung des Manipulator­ armes 3 und seiner durch den Führungszapfen 38 eingeleiteten Relativbe­ wegung zum Manipulatorarm 3 gegenüber den ortsfesten Zuschnitten A, B eine Bewegung in Vorschubrichtung von der Größe einer Stichlänge aus.

Da der Rahmen 36 während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung jeweils in Richtung der Vorschubbewegung des Manipulatorarmes 3 um den Betrag einer halben Stichlänge bewegt wird, wird der Träger 54 während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung um den gleichen Betrag entge­ gen der Richtung der Vorschubbewegung des Manipulatorarmes 3 bewegt. Der Träger 54 verbleibt daher während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung aufgrund der Subtraktion der Vorschubbewegung des Manipulatorarmes 3 und seiner durch den Führungszapfen 38 eingeleiteten Relativbewegung zum Manipulatorarm 3 gegenüber den ortsfesten Zuschnitten A, B in Ruhe.

Wird die Klemmeinrichtung 48 so gesteuert, daß ihre Klemmenteile 49, 51 während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung offen sind, so kann die Klemmeinrichtung 48 während dieser Phase in Richtung der Vorschub­ bewegung des Manipulatorarmes 3 bewegt werden, ohne hierbei den eigent­ lichen Stichbildevorgang in irgend einer Weise zu beeinflussen. Ist die Klemmeinrichtung 48 demgegenüber während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung geschlossen, so kann sie, da sie sich während dieser Phase der Nadelbewegung nicht relativ zur Haltevorrichtung 4 bzw. zu den Zuschnitten A, B bewegt, die Randzonen der Zuschnitte A, B festhalten, wobei jegliche Relativbewegung zwischen den Randzonen und den Klemmenteilen 49, 51 vermieden wird.

Die Klemmeinrichtung 48 kann sich somit mit dem Niederhalter 25 und der mit diesem zusammenwirkenden Stichplatte 27 hinsichtlich des Festhaltens der Randzonen ablösen, so daß diese während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung durch den Niederhalter 25 und die Stichplatte 27 und während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung durch die Klemm­ einrichtung 48 gehalten sind.

An zwei zur Längsachse der Zapfen 55 quer gerichteten Seitenflächen des Trägers 54 ist jeweils ein Tragbügel 58 angeordnet, der an seinem freien Ende gabelförmig ausgebildet ist und mit diesem Ende jeweils einen der Zapfen 55 umgreift. Seitlich der beiden am Träger 54 spielfrei anliegenden Tragbügel 58 ist je ein Stellring 59 angeordnet, so daß der Träger 54 in Achsrichtung der Zapfen 55 eine Einheit mit den Tragbügeln 58 bildet. Jeder der Tragbügel 58 ist mit einem Zapfen 61 fest verbunden, der innerhalb des hohl ausgebildeten Führungszapfens 38 angeordnet ist. Das noch freie andere Ende der Tragbügel 58 ist rechtwinklig abgewinkelt und ist mit einem Ende des innerhalb der Nut 53 der Stichplatte 27 verschieblich angeordneten unteren Klemmenteiles 51 fest verbunden, das um einen geringen Betrag über die Oberseite der Stichplatte 27 ragt.

Da die beiden Tragbügel 58 spielfrei an den Seitenflächen des Trägers 54 anliegen, wird die über die Zapfen 55 eingeleitete Bewegung des Trägers 54 spielfrei auf die Tragbügel 58 und somit auf das untere Klemmenteil 51 übertragen, das sich somit parallel zur zu bildenden Nahtlinie N gegenläufig zum Rahmen 36 bewegt.

Zum periodischen Öffnen bzw. Schließen der Klemmeinrichtung 48 greift an dem die Anlenkstelle 28 bildenden Zapfen eine Zugstange 62 an, an die ein abgekröpfter Hebel 63 angelenkt ist. Die Verbindung zwischen der Zugstange und dem abgekröpften Hebel 63 erfolgt über einen Zapfen 64, der in der Zugstange 62 fest angeordnet ist und um einen bestimmten Betrag gegenüber dieser vorsteht, so daß der Hebel 63 auf dem gegenüber der Zugstange 62 vorstehenden Betrag des Zapfens 64 gleiten kann. Das noch freie Ende des Hebels 63 umgreift einen Zapfen 65, der in zwei Flanschen des Trägers 54 befestigt und parallel zu den Zapfen 55 gerichtet ist. An dem Ende des Hebels 63 ist ein Klaue 66 ausgebildet, die mit einer Gegenklaue 67 zusammenwirkt, die an einer ebenfalls auf dem Zapfen 65 angeordneten Lagerbuchse 68 ausgebildet und mit dem Druckstück 52 des oberen Klemmenteiles 49 fest verbunden ist. Die Klaue 66 und die Gegenklaue 67 werden durch eine vorgespannte Drehfeder 69 in gegenseitiger Anlage gehalten, deren einer Schenkel sich am Hebel 63 und deren anderer Schenkel sich am Druckstück 52 des oberen Klemmenteils 49 abstützt. Klaue 66 und Gegenklaue 67 bilden bei nicht belasteter Klemmeinrichtung 48 als Klauenkupplung 71 eine drehbare Einheit (Fig. 7b und 11).

Beim Aufsetzen des oberen Klemmenteiles 49 auf die Zuschnitte A, B wird nach Überscheitung einer vorgegebenen Niederhaltekraft des Druckstückes 52 des oberen Klemmenteiles 49 die Klauenkupplung 71 gelöst. Das obere Klemmenteil 49 wird dadurch, je nach Dicke der Zuschnitte A, B früher oder später vom Hebel 63 bewegungsmäßig getrennt, so daß im weiteren Verlauf der Bewegung des Hebels 63 die Niederhaltekraft des Druckstückes 52 des oberen Klemmenteils 49 entsprechend der zusätzlichen Verdrehung der Drehfeder zunimmt.

Da das obere Klemmenteil 49 während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung unter Zwischenlage der Zuschnitte A, B auf das untere Klemmenteil 51 gedrückt wird (Fig. 7a), werden diese während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung durch die Klemmeinrichtung 48 gehalten. Diese bewegt sich dabei aufgrund der Relativbewegung des Rahmens 36 zum Gehäuse 7 und ihrer damit verbundenen, zur Rahmenbe­ wegung gegenläufig gerichteten Relativbewegung gegenüber den Zuschnit­ ten A, B mit der Geschwindigkeit Null, so daß während der geschlossenen Phase der Klemmeinrichtung 48 zwischen dieser und den Zuschnitten A, B keine Relativbewegung erfolgt.

Um sowohl das Einlegen als auch das Entnehmen der Zuschnitte A, B zu erleichtern, ist es vorteilhaft, sowohl den Niederhalter 25 als insbesondere auch das obere Klemmenteil 49 anheben und dabei die Klemmeinrichtung 48 bei sich im Bereich des oberen Totpunktes befindlicher Nadel 5 öffnen zu können (Fig. 7c).

Da sich der Niederhalter 25 bei sich im oberen Totpunktbereich befindlicher Nadel 5 ebenfalls in seinem oberen Totpunktbereich befindet, genügt es, wenn der Niederhalter 25 nur geringfügig über diese Position angehoben wird.

Da die Klemmeinrichtung 48 während der gesamten Dauer der ausge­ stochenen Phase der Nadelbewegung geschlossen ist, liegt das obere Klemmenteil 49 etwa in Höhe der Oberseite der Stichplatte 27 auf dem unteren Klemmenteil 51 auf. Es genügt daher, wenn beim Anheben bzw. Öffnen der Klemmeinrichtung 48 zum Zwecke des Einlegens oder Entfernens der Zuschnitte A, B nur das obere Klemmenteil 49 angehoben und in etwa auf die Höhe des sich in seinem oberen Bereich befindlichen Niederhalters 25 gebracht wird.

In den Seitenwandungen des Gehäuses 7 ist hierzu eine Welle 72 gelagert, die an ihrem aus dem Gehäuse 7 ragenden Ende mit einem Stellmittel 73 verbunden ist. Dabei ist es möglich, das Stellmittel 73 von Hand betätigen zu können. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig und auch erforderlich, wenn während eines Arbeitszyklus eine Störung auftritt und die Zuschnitte A, B bzw. der noch nicht fertig genähte Gegenstand entnommen werden muß.

An das Stellmittel kann aber auch ein Betätigungsmittel 74, beispielsweise ein Pneumatik- oder Hydraulikzylinder oder ein Elektromagnet angeschlossen sein, so daß das Anheben des Niederhalters 25 und des oberen Klemmenteils 49 der Klemmeinrichtung 48 am Ende eines Arbeitszyklus gesteuert erfolgen kann.

Auf der Welle 72 ist eine weitere Kurbel 75 befestigt, an die eine Koppel 76 angelenkt ist, die mit einer Schwinge 77 verbunden ist, die auf einer im Gehäuse 7 gelagerten Achse 78 schwenkbar ist. An dem Anlenkpunkt von Koppel 76 und Schwinge 77 ist das noch freie Ende der Schwinge 32 angelenkt, so daß beim Betätigen des Stellmittels 73 die Schwinge 32 um den als Anlenkstelle 28 dienenden Zapfen geschwenkt und damit der Niederhalter 25 über seine obere Totpunktlage hinaus angehoben bzw. abgesenkt wird.

Zum Anheben des oberen Klemmenteils 49 ist auf der Welle 72 eine weitere Kurbel 79 befestigt, die über eine Kugelzugstange 81 an dem auf dem Zapfen 55 angeordneten Hebel 82 angreift, der mit einem der Stellringe 59 einstückig ausgebildet sein kann. Beim Betätigen des Stellmittels 73 wird der Träger 54 entgegen der Kraft einer Zugfeder 83, die einerends am Gehäuse 7 und andererends am Hebel 82 angreift, - bezogen auf Fig. 7c - im Uhrzeigersinn um die Zapfen 55 geschwenkt und dadurch das obere Klemmenteil 49 angehoben wird.

Das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel bietet die Möglichkeit, die Zuschnitte A, B bzw. deren Randzonen während einer Stichbildeperiode abwechselnd durch den sich gleichsinnig zur Nadel 5 bewegenden Niederhal­ ter 25 bzw. die sich gegensinnig zu dieser bewegende, während der einge­ stochenen Phase der Nadelbewegung geöffnete und während der ausge­ stochenen Phase der Nadelbewegung geschlossene Klemmeinrichtung 48 festzuhalten.

Dabei ist es offensichtlich, daß die erfindungsgemäße Lehre auch bei solchen Vorrichtungen angewandt werden kann, bei denen die Zuschnitte von einer Haltevorrichtung 4 aufgenommen sind, die mittels eines Manipulatorarmes kontinuierlich an einer stationär angeordneten Nähmaschine vorbeigeführt werden, wobei die Nadel, der Niederhalter sowie die Klemmeinrichtung entsprechende Relativbewegungen zum Manipulatorarm ausführen.

Bei dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Nähmaschine von einem Manipulatorarm aufgenommen, der zur Herstellung von dreidimensionalen Gegenständen in mehreren Ebenen bewegbar ist.

Es liegt selbstverständlich auch im Rahmen der Erfindung, den Manipulatorarm durch einen die Nähmaschine aufnehmenden anderweitig ausgebildeten bzw. anderweitig angetriebenen Träger zu ersetzen, der beispielsweise zur Her­ stellung von Nähten an flach liegenden Zuschnitten nur in einer Ebene bewegbar ist.

Die universelle Anwendbarkeit der erfindungsgemäßen Lehre wird insbesondere auch dadurch begünstigt daß die Nadel während ihrer eingestochenen Phase einerseits gegenüber den Zuschnitten in Vorschubrichtung keine Relativbe­ wegung ausführt, und sie sich andererseits während ihrer Auf- und Abbewegung auf der Geradführung 22 des Rahmens 36 bewegt so daß - anders als bei übli­ chen Nähmaschinen mit mitgehender und dazu eine Schenkbewegung aus­ führender Nadel - auch durch die mitgehende Bewegung der Nadel keine in Vorschubrichtung erfolgende Relativbewegung zwischen der Nadel und den Zuschnitten entstehen kann.

Claims (9)

1. Vorrichtung zur Herstellung von Nähten mit einer Haltevorrichtung (4) zum Festhalten von miteinander zu vernähenden Zuschnitten (A, B), einer Nähmaschine (2) mit mindestens einer Stichplatte (27) als Gegenlager für die Zuschnitte (A, B), sowie einem diese gegen die Stichplatte (27) drückenden Niederhalter (25) und einem mit einem Greifersystem zusammenarbeitenden Nadelsystem, sowie einem Manipulator (1) mit einem die Nähmaschine (2) tragenden Manipulatorarm (3), der in mindestens einer Ebene kontinuierlich parallel zur zu bildenden Nahtlinie (N) relativ zur Haltevorrichtung (4) bewegbar ist, wobei die Nadel (5) und der Niederhalter (25) parallel zur Vorschubrichtung des Manipulatorarmes (3) gerichtete Relativbewegungen zu diesem ausführen, die derart gesteuert sind, daß sich während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung ein Stillstand der Vorschubbe­ wegung der Nadel (5) und des Niederhalters (25) gegenüber der Haltevor­ richtung (4) ergibt und während der ausgestochenen Phase der Nadelbe­ wegung die Nadel (5) und der Niederhalter (25) sich relativ zum und in Vorschubrichtung des Manipulatorarmes (3) bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähmaschine (2) eine im Bereich der Stichbildestelle wirksame Klemmeinrichtung (48) für die Zuschnitte (A, B) aufweist, die von einem oberen Klemmenteil (49) und einem unteren Klemmenteil (51) gebildet und parallel zur zu bildenden Nahtlinie N derart relativ zum Manipulatorarm (3) bewegbar ist, daß sich während der ausgestochenen Phase der Nadelbe­ wegung ein Stillstand der Klemmeinrichtung (48) gegenüber der Haltevor­ richtung (4) ergibt, und die Klemmeinrichtung (48) sich während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung relativ zum und in Vorschub­ richtung des Manipulatorarmes (3) bewegen, wobei die Klemmeinrichtung (48) während der eingestochenen Phase der Nadelbewegung geöffnet und während der ausgestochenen Phase der Nadelbewegung geschlossen ist.

2. Vorrichtung zur Herstellung von Nähten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelhalter (21) und der Niederhalter (25) in einem relativ zum Gehäuse (7) bewegbaren Rahmen (36) aufgenommen sind, der mit einem mit der Hauptwelle (9) in Antriebsverbindung stehenden Getriebe (Kurvenscheibe 41, Schwinghebel 44, Lenker 46, Führungszapfen 38) verbunden ist.

3. Vorrichtung zur Herstellung von Nähten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelhalter (21) von einer Kurbelschwinge (Kurbelwelle 11, Lenker 13, Schwinge 14, Lenker 15, Schwinge 16) angetrieben ist, und die Schwinge (16) zum Ausgleich der Relativbewegungen des Rahmens (36) eine zur Längsachse des Gehäuses (7) quer gerichtete Gleitführung (Zapfen 20) aufweist.

4. Vorrichtung zur Herstellung von Nähten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Abtriebsglied (Schwinge 32) des Antriebes für den Niederhalter (25) und dem Niederhalter (25) eine Feder (34) angeordnet ist, deren eines Ende auf einem mit dem Abtriebsglied (Schwinge 32) verbundenen Gleit­ führung (Zapfen 33) verschiebbar ist.

5. Vorrichtung zur Herstellung von Nähten nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die Relativbewegung der Klemmeinrichtung (48) von der Relativbewegung des Rahmens (36) abgeleitet ist.

6. Vorrichtung zur Herstellung von Nähten nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Rahmen (36) Antriebsmittel (Führungszapfen 38) für die Relativbewegung der Klemmeinrichtung (48) aufweist, die über Übertragungsmittel (Kipphebel 57, Zapfen 55) mit einem mit der Klemmeinrichtung (48) verbundenen Träger (54) in Antriebsverbindung stehen.

7. Vorrichtung zur Herstellung von Nähten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Antrieb für die periodische Heb- bzw. Senkbewegung des Niederhalters (25) und die Schließ- bzw. Öffnungsbewegung der Klemmeinrichtung (48) von einem Anlenkpunkt (28) der Schwinge (32) abgeleitet ist, der sich auf einer im wesentlichen ellypsenförmigen Bahn bewegt.

8. Vorrichtung zur Herstellung von Nähten nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß daß der Getriebezug (Anlenkpunkt 28, Zugstange 62, Hebel 63, Zapfen 64, 65, Klauenkupplung 71) zum Öffnen bzw. Schließen der Klemmeinrichtung (48) einen Freiheitsgrad zum Ausgleich der Relativbewegung der Klemmeinrichtung (48) aufweist.

9. Vorrichtung zur Herstellung von Nähten nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Klemmenteil (49) zum rahmenförmigen Umschließen der Stichbil­ destelle im wesentlichen U-förmig mit zur Längsachse des Gehäuses (7) paralleler Symmetrielinie ausgebildet ist, wobei das Druckstück (26) des Niederhalters (25) von der offenen Seite des U in dieses ragt, während das untere Klemmenteil (51) in einer Nut (53) der Stichplatte (27) längsver­ schieblich angeordnet ist.