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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Schneiden bahnartiger Materialien mit einer Nähvorrichtung
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Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf eine Vorrichtung wie oben beschrieben, die es erlaubt im Anschluss an einen Schneidevorgang, der gleichzeitig an zwei oder mehr Materialschichten durchgeführt wird, ein teilweises oder ausführliches Nähen entlang vorher festgelegter Gebiete der Schichten durchzuführen.
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Wie es bekannt ist, werden in der Herstellung halbfertige Produkte, wie sie aus bahnartigen Materialien wie Leder, Fellen, synthetischen und technischen Materialien erhalten werden, spezielle Vorrichtungen verwendet, die sogenannte Schnitttische aufweisen, die eine erweiterte Arbeitsfläche aufweisen, oberhalb der im Allgemeinen wenigstens ein Träger mit einer oder mehreren Klingenschneideeinheiten enthalten, deren Bewegung von einer elektronischen Steuerung gesteuert wird. Das zu schneidende Material ist in einigen Fällen von einem oder mehreren Ballen ausgerollt, der Schneidevorrichtung oder dem Tisch vorgelagert und wird durch automatische Vorrichtungen wie Zangen oder Ähnlichem stufenweise der Arbeitsoberfläche zugeführt. Eine Vorrichtung dieser Art ist beispielsweise in dem europäischen Patent Nr.
EP 2022741 des gleichen Anmelders beschrieben. Der Begriff „Schneidetische“ wie er in der folgenden Beschreibung verwendet wird, bezieht sich auf alle Maschinen, die dafür vorgesehen sind Stücke aus laminaren Materialien jeder Art und für jede Verwendung zu schneiden, d.h. umfasst sind ebenso sogenannte Portalmaschinen, mit einem sich bewegenden Band und mit einem oder mehreren Tragarmen, und solche mit einem winkel-einstellbaren einzelnen Arm.
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Das nach dieser Hypothese zu schneidende Material kann ebenso ein sogenanntes technisches Gewebe aus einer oder mehreren homogenen Schichten oder verschiedener Materialien wie beispielsweise Kohlenstoff und Kevlar sein.
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Mehrschichtmaterialien dieser Art werden in der Industrie und im Automobilbau oft verwendet, um beispielsweise thermogeformte Paneele, Kammerabdeckungen, Hutablagen, Boden- und Armaturenbrettabdeckungen herzustellen; die durch das Überlappen dieser Materialien und beispielsweise vorgeklebte Sandwichstruktur benötigt vor dem Schneiden einen Nähvorgang, der die Schichten dauerhaft miteinander verbindet, um nachfolgende Behandlungsschritte zu ermöglichen, beispielsweise die Behandlung in einem Autoklaven. Gegenwärtig werden eine oder höchstens zwei dieser Materialschichten händisch erhalten und überlappt um die gewünschte Matte zu bilden, um diese mit speziellen Maschinen und durch Eingreifen eines Arbeiters, der involviert ist und beträchtliche Zeit aufzuwenden hat, zusammengenäht, was hohe Produktionskosten mit sich führt.
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Ein weiterer Nachteil dieses bekannten Verfahrens betrifft die Tatsache, dass in vielen Fällen in welchen verschiedene Materialschichten aus Kohlenstoffbahnen hergestellt werden, diese in inhomogener Weise übereinander gelegt werden müssen, d.h. dass die Fasern unterschiedlich zueinander orientiert sind, um als Nähergebnis eine Matte mit optimalen physikalischen und/oder Widerstandseigenschaften zu erhalten. Ist die Naht einmal ausgeführt, ist auch noch ein - erneut manuelles - vorläufiges Ausrichten des halbfertigen Produkts notwendig, so dass dieses dann auf dem Schneidetisch angeordnet werden kann, um ein genaueres Schneiden nahe der Naht durchzuführen. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es die vorher genannten Nachteile zu vermeiden.
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Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung oder einen Schneidetisch zum Schneiden bahnartiger Materialien, insbesondere technischer Materialien und Gewebe mit beispielsweise Karbon, Aramidfasern, wie Kevlar oder Glas, die außerdem eine unabhängige Nähvorrichtung enthält, bereitzustellen, um an der Vorrichtung selbst die notwendigen Unterbrechungen durchzuführen, um vorläufig zwei oder mehr Schichten der vorher genannten Materialien ohne manuelle Unterbrechnungen auf verschiedenen Maschinen zusammenzunähen und schließlich ohne das Material von der Nähstation zur Schneideposition bewegen zu müssen.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es eine Vorrichtung oder einen Schneidetisch zum Schneiden bahnartiger Materialien bereitzustellen, der außerdem das vorsorgliche manuelle Ausrichten des halbfertigen Produkts, das zu schneiden ist, vermeidet.
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Nicht zuletzt ist es eine Aufgabe der Erfindung eine oben beschriebene Vorrichtung bereitzustellen, in der die Näheinheit programmiert und auf die gleiche Art und Weise wie die Schneideeinheit oder die Einheiten mit denen die Vorrichtung selbst ausgestattet ist, programmiert und bewegt werden kann.
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Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es den Nutzern eine Vorrichtung oder einen Schneidetisch zum Schneiden bahnartiger Materialien bereitzustellen, die geeignet ist ein hohes Maß an Haltbarkeit und Zuverlässigkeit über die Zeit zu garantieren und die einfach und wirtschaftlich herzustellen ist.
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Diese und weitere Aufgaben werden von der Schneidevorrichtung oder Tisch zum Schneiden bahnartiger Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung gemäß dem Hauptanspruch gelöst.
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Die konstruktionellen und funktionellen Eigenschaften der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung können durch die folgende detaillierte Beschreibung leichter verstanden werden, in der auf die beiliegenden Figuren, die eine bevorzugte und nicht beschränkende Ausführungsform darstellen, Bezug genommen wird, wobei diese nur als Beispiel dienen, aber nicht beschränkend sind für Schneidetische mit größerer Ausdehnung, und in denen:
- 1 den Träger eines bekannten Schneidetischs, an dem eine Näheinheit und eine traditionelle Schneideinheit befestigt ist, schematisch in axonometrischer Ansicht von vorn zeigt;
- 2 die, an der Trägereinheit des Schneidetischs befestigte Näheinheit schematisch in axonometrische Ansicht zeigt;
- 3 eine schematische, axonometrische Ansicht eines Trägers für die Spule des Garns das der Näheinheit zugeführt werden soll, zeigt.
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Unter Bezugnahme auf die vorhergenannten Figuren enthält die Vorrichtung zum Schneiden bahnartiger Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung einen bekannten Schneidetisch, bei dem sich der Träger, der schematisch mit 10 in 1 bezeichnet ist, über der Arbeitsoberfläche erstreckt, auf der das zu schneidende bahnartige Material angeordnet ist. Der Träger ist an gegenüberliegenden Enden durch entsprechende Säulen gestützt, wobei diese Säulen mit Seiten der Maschine entlang derer die Gleitführungen des Trägers realisiert sind, verbunden sind. Letzterer ist mit einer Halterung 12 ausgestattet, mit der wenigstens eine Schneideeinheit oder Kopf 14, für sich selbst bekannt und mit einer Klinge 16 ausgestattet, verbunden ist; die Schneideeinheit 14 wird elektronisch durch eine Software gesteuert, die die Schnitte gemäß vordefinierter Muster durchführt, in der die durchzuführenden Formen vorab gespeichert sind, die dann durch bekannte Mittel auf die Oberfläche des Materials das auf der Arbeitsoberfläche liegt, projiziert werden. Die Schneideeinheit oder Kopf 14 wird vertikal mittels pneumatischer Aktuatoren 18 oder Ähnlichem bewegt.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Vorrichtung zum Schneiden bahnartiger Materialien mit wenigstens einer elektrischen oder pneumatischen Nähspindel 20 versehen, die mit wenigstens einer Nadel 22 ausgestattet ist, wobei die Nähspindel 20 mit dem Schneidekopf 14 gekoppelt und vorteilhafterweise benachbart zu diesem angeordnet ist. Die Nähspindel 20 ist tatsächlich vorteilhafterweise auf der gleichen Tragestruktur 12 des Schneidekopfs 14 angeordnet, wie insbesondere in 1 dargestellt. Es ist vielmehr klar, dass die Nähspindel 20 an einer anderen Position auf dem Träger 10 angeordnet ist, beispielsweise auf einer anderen Stützstruktur und unabhängig von der Halterung des Schneidekopfs 14 oder möglicherweise so, dass die Spindel oder ein Paar an Nähspindeln 20 an einem unabhängigen Träger zusätzlich zu dem ersten an der gleichen Schneidemaschine angeordnet sind.
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Die Nähspindel 20, die möglicherweise mit dem Schneidekopf 14 austauschbar ist und vertikal durch einen pneumatischen Aktuator 18 oder ähnlichem ähnlich zu dem Schneidekopf 14 bewegt werden kann, ist vorteilhafterweise vom Tuftingtyp oder zumindest zum Arbeiten mit einer Tuftingvorrichtung geeignet, mit der beispielsweise Teppiche und Abdeckungen im gemusterten Gewebe hergestellt werden können; die Ausdrücke „Tuft“ und „Tufting“ werden im Allgemeinen für einen ähnlichen Prozess wie dem Nähen verwendet, bei dem Garne in eine Haltevorrichtung einzusetzen sind. 2 zeigt im Detail den Träger 12, mit dem der Schneidekopf 14 mit der Klinge 16 und der Nähspindel 20 verbunden ist; wobei diese am unteren Ende eine Platte 24 enthält und das Material während des Nähens oder der Tuftingschritte das Material anpasst, und die Nadel 22 in Bezug auf die Platte 24 zentral hervorsteht.
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Das Garn, das von der Nähspindel 20 gefördert wird, insbesondere wenn es verwendet wird, um zwei oder mehr Schichten technischer Materialien miteinander zu verbinden, um eine Matte als Ganzes zu bilden, ist aus Carbon hergestellt oder enthält wenigstens einen Teil Carbon und hat vorzugsweise eine raue Oberfläche um besser zwischen den Schichten, in die es während der Behandlung durch die Nadel 22 eingeführt wird, zu halten. 3 zeigt beispielsweise eine Haltevorrichtung für eine Garnspule, die geeignet ist, um kontinuierlich die genannte Nähspindel zu halten; diese Halterung, die insgesamt mit 26 bezeichnet ist und deren Form/Größe nur beispielhaft und nicht eingeschränkt dargestellt ist, ist mit dem Träger 10 kombiniert oder von diesem abhängig, jedoch an einer Stelle nahe zur Nähspindel 20. Die Halterung 26 ist mit einer frei drehbaren runden Grundfläche 28 ausgestattet, die die Garnspule aufnimmt, und mit einem vertikalen Verlängerungsarm 30 mit wenigstens einem geprägten Ansatz 32 zum Stützen und Führen des Garns selbst; auf dem Arm 30 kann der Ansatz 32 gemäß der speziellen und variablen Herstellungsanforderungen in der Höhe einstellbar sein. Wie auch der Schneidekopf 14 ist die Nähspindel 20 durch eine Software elektronisch gesteuert, die die Bewegungen gemäß vordefinierter Muster zum Ausführen des Tuftings entlang einer oder mehrerer Umfangsflächen der Matte, die durch die Vielzahl an Bahnen des technischen Materials oder aus einem anderen Material, das auf der Arbeitsfläche übereinander gelegt ist und auf geformten Teilen, die aus der Matte gebildet werden müssen, ausführt, aber die vor dem Schneiden genau miteinander stabilisiert werden müssen.
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Wie vorher ausgeführt sind die Vorteile, die die Erfindung erreicht, klar.
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Eine Schneidevorrichtung oder ein Schneidetisch für bahnartige Materialien gemäß der vorliegenden Erfindung, insbesondere da diese nicht auf technische Materialien in Bahnen übereinander angeordnet eingeschränkt ist, ermöglicht die Optimierung der Arbeiten, da sie die übliche Verwendung manueller und verschiedener Vorrichtungen um die übereinanderliegenden und stabilisierten Schichten an Materialien, die die Matte bilden, vermeidet; gemäß der vorliegenden Erfindung werden das vorläufige Nähen und das nachfolgende Schneiden des Materials, das aus zwei oder mehreren Schichten gebildet ist, durch eine einzige Vorrichtung oder auf dem bekannten Schneidetisch, mit dem die Näh- oder Tuftingspule vorteilhafterweise kombiniert ist, durchgeführt. Zusätzlich zu dem erheblichen Zeitvorteil ist der Gesamtprozess außerdem auch noch exakter, da es nicht notwendig ist, das Material von einem Arbeitsplatz zu einem anderen zu bewegen, da selbst das vorläufige Nähen zusätzlich zu dem Schneiden mittels elektronischer Kontrolle durchgeführt wird, und dadurch mit höchstmöglicher Genauigkeit; das so erhaltene halbfertige Produkt wird außerdem als Ergebnis dieser Naht vorteilhaft verstärkt und dadurch für nachfolgende Vorgänge leichter handhabbar. Es führt außerdem zu einer gewünschten Reduzierung des Risikos einer Delaminierung.
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Die durch die Vielzahl an überlappenden Bahnen gebildete Matte aus Carbon und/oder anderen technischen oder anderen Materialien wird am Beginn des Arbeitszyklus angeordnet und geprüft, so dass zu diesem Zeitpunkt vor den Nähschritten die Fasern des Materials geeignet ausgerichtet sind; daher lässt sich erreichen, dass während der verbleibenden Arbeitsphasen Ausrichtungsfehler und folgende Produktionsausfälle hierdurch vermieden werden.
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Obwohl die Erfindung oben unter Bezugnahme auf einige beispielhafte Ausführungsformen dargestellt wurde, sind durch das nicht beschränkende Beispiel vielfältige Änderungen und Variationen für den Fachmann im Hinblick auf die obere Beschreibung klar. Die vorliegende Erfindung soll daher sämtliche Änderungen und Variationen, die in den Sinn und den Schutzbereich der vorliegenden Patentansprüche fallen, enthalten.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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