DE2356941A1

DE2356941A1 - Geraet zum zuschneiden von aus duennen schichten bestehenden werkstoffen

Info

Publication number: DE2356941A1
Application number: DE19732356941
Authority: DE
Inventors: David Raymond Pearl
Original assignee: Gerber Garment Technology Inc
Current assignee: Gerber Technology LLC
Priority date: 1972-11-22
Filing date: 1973-11-12
Publication date: 1974-06-06
Also published as: FR2208332A5; JPS4983084A

Description

PATENTANWÄLTE

fer körner &

Berlin, den T2. November 1973

G4-8-T1OB Gerber Garment Technology

- " USA

Gerät zum Zuschneiden von aus dünnen Schichten bestehenden Werkstoffen

Die Erfindung betrifft im allgemeinen Schneidemaschinen und im besonderen automatische Schneidevorrichtungen zum Zuschneiden von Schnittstücken mittels eines vom Computer gesteuerten Schneidegerätes, z.B» ein mechanisches angetriebenes Schneidemesser, aus einer mehrschichtigen Lage von aus dünnen Schichten bestehenden Stoffe.

Schneidegeräte dieser Art werden häufig zum Zuschneiden von Schnittstücken aus einer mehrschichtigen Stoffauflage verwendent, indem der Tisch, auf dem die Stoffauflage ausgebreitet liegt, und ein Schneidemesser-unter der Führung eines Steuercomputers gegenseitig verschoben werden, so dass das Schneide-

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messer auf einer vorprogrammierten Schneidebahn durch die Stoffauflage geführt wird. Bei derartigen Schneidegeräten ist es erforderlich, dass die einzelnen Schichten der Stoffauflage während des Schneidevorgangs auf der Auflagefläche des Zuschneidetisches unverrückbar in Stellung gehalten werden und dass die unterste und oberste Schicht gegenüber den anderen Schichten von den durch die' Stoffauflage geführten Schneidemesser nicht verschoben werden. Kormalerweise wird das Schneidemesser um eine Achse geschwenkt, die im allgemeinen mit der Vorder- und Hinterkante des Messers übereinstimmt, ao dass das Schneidemesser an jedem Punkt mit der programmierten Schneidebahn in Berührung steht. Bei der Durchführung einer derartigen Schwenkbewegung werden die Schichten der Stoffe geringfügig vom Messer verschoben, wobei es selbst auf seiner Länge gebogen wird, was zur Folge hat, dass verschiedene Abschnitte des Messers auf geringfügig abweichenden Bahnen vorbewegt werden, wobei die eigentliche befolgte Schnittlinie mit der Teile der Stoffauflage variiert. Es werden durch den Schneidevorgang ungenau zugeschnittene Teile hergestellt und somit Stoffe verschwendet.

Bei Verwendung eines hin- und herbewegten Schneidemessers mit hackartiger Schneidebewegung, bei der das Schneidemesser zwischen jedem nach unten gehenden Schneidhub aus dem Stoff oder Material herausgenommen wird, kann eine Reihe von sich nicht überschneidenden Schnitten auf gekrümmten Schneidbahnen anstatt des doch eher erwünschten Zusammentreffens der Schnittlinien zustande kommen.

Demzufolge ist es Zielsetzung der Erfindung ein Schneidegerät zu schaffen, in dem ein Biegen des Schneidemessers in der

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Stoff auf lage und das Verschieben der einzelnen Schichten des. Materials- während des Zuschneidens auf ein Mindestmass gesenkt oder ganz ausgeschaltet wird, wodurch sich eine grössere Gleichförmigkeit in der oberen und unteren Schicht sowie ein glatter kontinuierlicher Schnitt ergibt.

Die Erfindung beruht auf einem Schneidegerät 'zum Zuschneiden - von Schnittstücken aus einer Auflage aus dünnschichtigem ■Material. Das Gerät besitzt einen: Tisch mit einer Auflagefläche für die Aufnahme der dünnschichtigen Stoff- oder Materiallage, die auf dem Tisch während des Schneidevprgangs ausgebreitet liegt. Wagen oder Vorschubeinrichtungen sind über der Auflagefläche des Tisches angeordnet tnd können gegenüber der Auflagefläche in einer im allgemeinen parallel zu dieser verlaufenden Sichtung verschoben werden. Ein Schneidemesser ist von einer drehbaren Plattform auf dem Wagen herabhängend angeordnet und kann mit letzterem gegenüber der Auflagefläche verschoben werden* während das Messer mit·der Lage des dünnschichtigen Materials einen Schneidevorgang durchführt. Die Plattform besitzt eine Drehachse, die zur Auflagefläche senkrecht verläuft und um die Achse gedreht wird, so dass das Messer immer mit der Schnit.tbahn in Berührung gehalten wird. Bei der Verschiebung des Schneidemessers auf der vorbestimmten Schneidebahn wird das Schneidemesser um seine Drehachse, geschwenkt,. die sich hinter der Vorderkante des Messers befindet und im wesentlichen mittig zwischen oder abstandegleich von der Vorder- und Hinterkante des Messers liegt. Durch Schwenken des Messers um eine in der Mitte liegende Achse befolgt das Messer die vorbestimmte Schneidebahn genauer, weil eine geringere Tendenz besteht, dass sich das Messer in der Stofflage krümmt

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oder biegt, und weil sich der Stoff weniger verschiebt, wenn das Messer den Kurven in der Schneidebahn folgt. Ein weiteres Eesultat bei der Verwendung einer mittig angeordneten Drehachse besteht darin, dass Schnitte mit nicht kreuzenden oder zusammentreffenden Schnittwegen bei der Verwendung eines hin- und herbeweglichen Schneidemessers mit hackartigem Einstich vermieden werden, weshalb glattere und kontinuierliche Schnitte erzielt werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargelegt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Perspektivansicht des Schneidegeräts nach der Erfindung,

Fig. 2 einen Seitenriss der Schneidteile der Fig. 1 mit mittig angeordneter Drehachse des Schneidemessers,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die aus dünnen Schichten bestehende Stoffauflage und durch dasSbhneidemesser, wobei die Krümmung dargestellt ist, die das Schneidemesser in den bekannten Schneidegeräten erfährt,

Fig. k eine Darstellung der vom Messer eingenommenen Stellungen bei der Durchführung der aufeinanderfolgenden Schläge und der Schneidebahn bei bekannten Schneidegeräten und

Fig. 5 eine Darstellung der vom Messer bei der Ausführung der einzelnen Schläge eingenommenen Stellungen und der Schneidebahn bei dem-Schneidegerät nach der Erfindung.

Die Fig. 1 zeigt die einzelnen Bauteile eines von einem Computer gesteuerten Schneidegeräts nach der Erfindung, das zum Zuschneiden von Schnittstücken oder -teilen aus den ver-

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schiedensten Stoff arten oder Materialien, wie gewebte oder nicht gewebte Textilien oder Kunststoffe, verwendet werden ' kann. Die Hauptbauteile der allgemein durch das Bezugszeichen 10 gekennzeichneten Schneideanlage sind der Aufiagetisch 12, auf dem die aus dünnschichtigen Stoffen bestehende Stofflage ausgebreitet ausgelegt ist, ein zweiachsiger'Wagenvorschubmechanismus mit dem X-Wagen 16, der über den Tisch m der X-Richtung hin- und hergeführt wird, und mit dem Y-Wagen. 18, der auf dem X-Wagen 16 befestigt-ist und sich ^genüber dem X-Wagen 16 sowie dem Tisch 12 in der Y-Richtung verschiebt, ein hin- und herbewegtes Schneidemesser 20 sowie einen Andrückfuss 22, die beide zur Verschiebung über der Stofflage vom Y-Wagen 18 herabhängend angeordnet sind. Die Signale, die die Verschiebungen der Wagen 16 und.i8 steuern und sämtliche den Betrieb des Schneidemessers 20 bestimmenden Steuersignale werden vom Digitalrechner Zk. eingespeist, der das Schneideprogramm einem geeigneten Speicher, z,B„ einem Magnetband 26 entnimmt.

Der Auflagetisch 12 weist- einen Rahmen 40 auf, der aif den Tischbeinen kZ ruht und ein durchdringbares Bett kk trägt, das die parallel zur X- und Y-Richturig verlaufende Arbeitsfläche 48 bildet, auf der die Stofflage -Ak in ausgebreitetem Zustand gehalten \d.rd,' Das durchdringbare Bett ¥l· kann z.B. aus mehreren Blöcken aus Schaumstoff oder aus borstenartigen Matten bestehen, um eine geeignete Arbeitsfläche Λ8 zu bilden, wobei es dem hin- und herbeweglichen Messer 20 möglich ist, die aus dünnschichtigem Material bestehende Stoffauflage zu durchstossen und in das Bett einzudringen, ohne dabei das Schneidemesser zu beschädigen.

Der X-Wagen 16 wird von zwei Zahnstangen 50 und 52 getragen, die durch mehrere Klammern ^k ³^ den gegenüberliegenden Längs-

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selten des Tisches 12 befestigt sind. Die Zahnstangen 50 und 52 und der Tisch 12, obgleich dieser an einem Ende freigelegt gezeichnet ist, weisen im allgemeinen die gleiche Länge auf, so dass der X-Wagen 16 das Schneidemesser 20 parallel zur Arbeitsfläche 48 über die volle Weite der Fläche 48 verschieben kann, auf der die Stofflage 14 ausgebreitet liegt. Die nicht eingezeichneten Ritzel werden von einem Motor angetrieben und befinden sich innerhalb des X-Wagens 16. Sie greifen in die Zahnstangen 50 bzw. 52 ein, um den X-Wagen über d?n Tisch 12 zu führen. Die Verschiebung des X-Wagens wird durch die über das Kabel 60 an die Eitzel vom Computer erteilten Motor- oder Antriebsbefehle gesteuert.

Der Y-Wagen 18 ist auf dem Querträger 62 des X-Wagens 16 und der Führungsschiene 64 befestigt, die sich beide zwischen den Seitenwänden des Wagens 16 quer über den Tisch 12 erstrecken. Die Leitspindel 66 liegt ebenfalls zwischen den Seitenwänden des Wagens 16 parallel zur Führungsschiene 64 und kommt über ein Gewinde mit demlf-Wagen 1.8 in Eingriff, wobei sie durch einen (nicht dargestellten) Antriebsmotor in dem X-Wagen 16 gedreht wird, um den Wagen 18 auf dem Wagen 16 quer zum Tisch 12 zuTerschieben, nachdem über das Steuerkabel 60 vom Computer 24 Motor- oder Antriebsbefehle übermittelt wurden. Durch, die kombinierten Verschiebungen sowohl des X-Wagens 16 als auch des Y-Wagens 18 wird das Schneidemesser 20 veranlaß, sich zu einem Abschnitt der Arbeitsfläche 48 des Tisches 12 auf den zueinander senkrecht stehenden X- und Y-Koordinatenachsen zu begeben, wobei durch geeignete Führungssignale vom Magnetband 26 die Wagen das Schneidemesser 20 auf einer vorbestimmten Schneidebahn durch die Stofflage 14 führen.

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Die Fig. 2 zeigt den detaillierten Aufbau des Schneidegerätes nach einem Atusführungsbeispiel der Erfindung. Hiernach ist das Schneidemesser 20 ein hin- und herbewegliches zugespitztes Schneidemesser, das an einer drehbaren Trägerplattform 70 befestigt ist, die eine Drehachse 72 aufweist, welche zur Arbeitsfläche k8 des durchdringbaren Betts kk senkrecht steht. Die drehbare Plattform 70 wird an dem hervortretenden Ende des Y-Wagens 18 von einer verstellbaren Halteklammer 7k getragen, die mittels eines nicht dargestellten Motors aif den verstärkten Führungen 76 gegenüber der Arbeits-

,fläche senkrecht verstellt werden kann. Durch die senkrechte Verstellung der Klammer 7k und demnach der Plattform 70 kann das Schneidemesser 20 aus der Arbeitsfläche herausgehoben und gegenüber der Stofflage i4 am Anfang und Ende des Schheidevorgangs und auch dann ausser Eingriff gebracht werden, wenn dies während des Schneidens erforderlieh ist.

Die Plattform 70 wird durch einen Drehantriebsmotor 80 in Fig. 1 und einen sich= um ein Segment der Plattform 70 erstreckenden und mit dieser in Eingriff kommenden Zahnriemen 82 um die Achse 72 gedreht. Der Antriebsmotor 80 ist an der verstellbaren Halteklammer 7k befestigt und empfängt seine Drehbefehle über das Kabel 60 von dem Computer 2k, um das Schneidemesser 20 in der geeigneten Richtung auszurichten, so dass es an jedem Punkt auf der Peripherie eines soeben zugeschnittenen Schnittstückes die Schneidebahn befolgt. :

Das Schneidemesser 20 hängt von der drehbaren Plattform 70 herab, woran es über ein hin- und hergehendes Antriebsverbindungsstück 90 befestigt ist, das ein unteres Antriebsglied aufweist,, welches von einem Gleitlager 92 geführt wird. Das

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Verbindungsstück 90 wird durch einen Antriebsmotor 94, einen Zahnriemen, die Riemenscheiben 96 sowie eine Kurbelwelle 98 in Drehung versetzt, die an der oberen Seite der Plattform 70 befestigt sind. Dfer Antriebsmotor 94 und somit das hin- und hergehende Schneidemesser 20 werden durch die über das Kabel 60 vom Computer 24 gelieferten Befehle in Betrieb gesetzt und gesteuert.

Nach der Erfindung ist das hin- und hergehende Schneidemesser auf dem unteren Glied befestigt, so dass die schneidende gäräde Vorderkante 86 des Messers und die Hinterkante 88 sich im wesentlichen abstandgleich von der Drehachse 72 befinden* Somit verläuft die Achse 72 in Längsrichtung durch das Messer, und zwar an einer auf halben Wege zwischen der Vorder- und der Hinterkante liegenden Stelle. In dieser Stellung verursacht die a-ehung des Messers, in der Stoffläge die geringste Materialoder Stoffverschiebung, wodurch das sonst auftretende Verbiegen des Messers entlang seiner Längsachse auf ein Mindestfiass beschränkt wird.

Das Schneidemesser 20 ist mit einer Klemmschelle 100 am oberen Ende des Antriebsgliedes 91 befestigt. Durch die Klemmschelle wird erreicht, dass das Messer auf der Achse ?2 mittig ausgerichtet ist und erforderlichenfalls von Zeit zu Zeit ersetzt werden kaniu Das untere Ende,des Messers läuft spitz aus und trägt eine scharfe Schneidkante 84, die in einem Winkel von der Schneidvorderkante 86 verläuft, so dass das Messer an jeder gewünschten Stelle leicht durch die Stofflage hindurchgestossen werden kann.

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Die Figuren 3 und h stellen dar, was für einer Wirkung das Schneidemesser beim Drehen um eine kolinear mit seiner Vorder-* oder Schneidkante verlaufenden Achse ausgesetzt ist, wie dies bei den herkömmlichen bekannten Schneidegeräten der Fall ist. Nach der Zeichnung der Fig. *f wird das Schneidemesser um die Vorderkante derart gedreht, dass sie während des Schneidens beständig die Schneidebahn P berührt. Bei einer derartigen Drehung auf dem gekrümmten Abschnitt -.der Schneidebahn ist die Verschiebung oder ibweichung der Hinterkante von der Schneidebahn ziemlich, gross. Gleichermassen tritt auch eine grosse Verschiebung des Materials der Stofflage neben der einen Seite des Messers auf. Je nach der Art des in der Stofflage verwendeten Materials und der Stapeltiefe kann die seitliche Kraft F beträchtlich sein, die von dem verschobenen Material auf die Hinta&ante des Schneidemessers ausgeübt wird. Durch diese Kraft erfährt das Messer eine Verbiegung, wodurch der untere ~spitze Teil des Messers auf der Schneidebahn nach innen von der- Kurve ^gebogen wird, wie dies die Fig. 3 zeigt. Demzufolge durchlaufen die oberen und unteren Abschnitte des gebogenen Messers abweichende' Bahnen, wodurch sich abweichende Masse für "die unteren Schni'ttstücke der Stofflage ergeben.

Sin weiteres Sesultat bei der Verwendung einer Vorderkanten-Drehachse und eines hackartigen Messerschlags ist in einer Reihe von sich nicht überschneidenden Schnitten längs der Kurven anstatt des gewünschten glatten und kontinuierlichen Schnitts zu sehen. Schnitte mit sich nicht überschneidenden Schnittwegen ergeben Schnittstücke, die von der Stofflage herausgerissen oder -gezogen werden müssen, wodurch diese Schnittstücke rauhe und gezackte Händer anstelle der ge-

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wünschten glatten Ränder aufweisen. Dies kommt wie folgt zustande. Nach jedem Schlag oder Schneidhub wird das Messer aus den Schichten der Stofflage herausgezogen. Wenn das Messer um die Vorderkante während der Zeit gedreht wird, in der es nicht mit der Stoff lage in Eingriff steht, um so der Kurve der Schneidebahn P zu folgen, so kann es vorkommen, dass sich die Messerstellungen im Material zwischen den aufeinanderfolgenden Hüben oder Schlägen nicht überlappen, wie dies Fig. ^f zeigt. Die Schnittstücke in den oberen Schichten sind demnach nicht vollständig vom umgebenden Material abgetrennt. Ein Entfernen der Schnittstücke ist deshalb schwierig, wobei die gekrümmten Aussenlinien zackig verlaufen.

Die mittig liegende Messerdrehachse nach der Erfindung vermeidet derartige unerwünschte Merkmale, wie sie in Zusammenhang mit den Figuren 3 und k beschrieben wurden. Be Figur 5 zeigt, dass ein um eine Mittelachse geschwenktes Messer der vorbestimmten Schneidebahn genauer folgen kann. Die Winkelverschiebung des Messers ruft bei seinem Durchlaufen der Schneidebahnkurven nur eine minimale Versetzung des Materials in der Stofflage hervor. Gleichzeitig wirken im wesentlichen 'gleiche Seitehkräfte L und T vom versetzten Material auf die-Seiten des Messers ein, wodurch seitens dieser Kräfte kein Verbiegungsmoment auftritt und das Messer somit nicht gebogen wird. Dadurch, dass derartige Verbiegungen des Messers vermieden werden, ergibt sich eine grössere Gleichförmigkeit der Schnittstücke aus den oberen und unteren Schichten der Stofflage. Gleichermassen ist auch bei der Verwendung einer hin- und hergehenden Klinge mit hackartigem Hub oder Schlag das

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Problem der nicht zusammenkommenden Sehnlttwege im wesentlichen ausgeräumt, da sich die Messersteilungen zwischen den aufeinanderfolgenden Hüben öder Schlägen gewöhnlieh überlappen* ·

Obgleich die Erfindung anhand eines Aüsführiingsbeispiels dör Erfindung besehrieben wurde, gilt als selbstverständlich $ dass Veränderungen öder Substitutionen im Gerät durchgeführt werden könne-, ohne vom Erfindungsgedanken abzuweichen* Während die Erfindung hier mit einem Schneidegerät dar- . gestellt und bessehriebeh wurde, kann nach der Erfindung auch ein. Sehheidegerät verwendet werden, das ein drehbares j senkrecht zur Tischfläche 48 stehendes Schneidrad äufweisehi wobei das Ead von der Plattform 70 getragen wird und die 'Achse 72 diametral durch die Mitte des Bades abstandgleieh · von der Vorder- und der Hinterkante verläuft. Demgemäss wurde die mittig liegende Drehachse des offenbarten Schneidegerätes als AusführüiigslJeispiei dargelegt und ist nicht auf dieses besclifänkti . .."."'" ·

Patentansprüche:

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Claims

PA TEN TA N S P E Ü C ■ ■ H E

1.J Gerät zum Zuschneiden von dünnschichtigen Stoffen oder T&berialien" längs einer Schneidebahn.bestehend aus einem Tisch zur Bildung der Arbeitsfläche für die darauf ausge- ^! breitete Stoffe, einem am Tisch befestigten Wagen zur Verschiebung desselbeniber die Fläche des Tisches in einer parallel zur Oberfläche des Tisches und der darauf ausgebreiteten Stoffe verlaufenden Richtung, einen weiteren V/agen mit einem Werkzeughalter, der über- der Tischoberfläche aufgehängt ist und eine gegenüber dem Wagen um eine senkrecht zur Tischoberfläche· stehenden Drehachse drehbare Plattform sowie ein an der Plattform des Halters^ befestigtes Schneidgerät in Form eines Schneidemessers aufweist, das von der Plattform im allgemeinen senkrecht zur Tischoberfläche verläuft und mit dem. Wagen auf der Schneidebahn in schneidendem Eingriff mit dem Material verschoben wird sowie zur Drehung mit der Plattform um die Drehachse angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidemesser 20 mit der vorderen Schneidkante 86 und der Hinterkante 88 im wesentlichen abstandgleich von der Drehachse 72 liegt.

2. Gerät zum Zuschneiden von dünnschichtigen Stoffen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schneidemesser eine gerade vordere Schneidkante 86 und ein zugespitztes herabhängendes Ende aufweist, welches von der Schneidkante Sk gebildet wird, die in einem Winkel von der geraden vorderen Schneidkante verläuft.

3. Gerät zum Zuschneiden von dünnschichtigen Stoffen nach Anspruch 1 mit einem hin- und hergehenden, an der Plattform und dem Schneidemesser befestigten Antriebsmechanismus, dadurch gekennzeichnet, dass als Schneidemesser eine hin- und hergehende Schneidklinge verwendet wird.

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