DE2943217C2 - Ultrasonic bonding of plastics buttons to fabric - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen einteiligen Knopf zum Befestigen an flächenförmigem Textilmaterial, bestehend aus einem Knopfkörper mit einem das Textilmaterial wenigstens teilweise durchsetzenden Dorn aus einem verformbaren Kunststoff, der mit einer Abrundung in den Knopfkörper übergeht und dessen freies Ende zu einem ver­ breiterten Kopf verformbar ist.

Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Befestigen solcher Knöpfe und eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Es ist ein einteiliger Knopf der vorgenannten Art bekannt (GB-PS 12 99 119), der aus Nylon besteht und dessen Dorn durch Druck kalt zu einem Kopf verformt wird. Dabei ist der Dorn mit einer Umfangsnut versehen. Der zur Verformung erforderliche Druck ist vergleichsweise groß. Durch die Umfangsnut besteht die Gefahr von Rissen im Material. Auch besteht die Gefahr, daß der Kunststoff zumindest teilweise wieder in den Ausgangszustand zurückkehrt.

Es ist auch eine Vorrichtung zum Anbringen von Knöpfen aus thermoplastischem Kunststoff mittels Verformung eines am Knopf befindlichen Dornes bekannt, bei welcher das freie Ende das Dornes erhitzt und dann zu einem Kopf verformt wird. Hier besteht die Gefahr einer Überhitzung und einer Umwandlung des Kunststoffes, so daß Brüche auftreten können. Ferner besteht die Gefahr, daß geschmolzener Kunststoff am Verformungswerkzeug haften bleibt.

Es ist schließlich auch ein Verfahren zum Befestigen von Knöpfen an Bekleidungsstücken bekannt (CH-PS 3 32 595), bei welchem eine abgepaßte Menge eines wärmehärtbaren Kunststoffes in flüssiger Form durch den Stoff des Bekleidungsstückes und durch in dem Knopf vorgesehene Löcher gepreßt wird. Es handelt sich hier nicht um einen einteiligen Knopf mit einem durch ein Textilmaterial steckbaren Dorn. Das Verfahren ist deshalb auf­ wendig. Im übrigen besteht auch hier die Gefahr eines Bruches.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Knopf der eingangs genannten Art derart auszbilden, daß ein sicherer Halt desselben in einem textilen Trägermaterial gewährleistet ist, sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, mit dem bzw. mit der derartige Knöpfe einzeln oder in einer Gruppe verhältnismäßig einfach, schnell und sicher an das Material anzubringen sind.

Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale der Ansprüche 1, 4 ,7 und 8 gelöst.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweils zugeordneten Unteransprüchen.

Wie bereits dargelegt, erfolgt die Verformung des Fortsatzes erfindungsgemäß durch Ultraschallbearbeitung. Die Anwendung von Ultraschall zur Verbindung von Kunststoffteilen ist bereits bekannt. Durch Anwendung von Ultraschallwellen auf Kunststoff wird ein Verschweißen der Oberfläche der Kunst­ stoffteile erzielt. Nun hat sich herausgestellt, daß eine Ver­ formung bzw. ein Materialfluß zur Erzielung einer bestimmten Gestalt durch Anpressen eines Ultraschallwerkzeuges an einen Kunststoffkörper bewirkt werden kann. Bei dieser Bearbeitung besteht keine Gefahr des Schmelzens oder Klebenbleibens. Wenn aber anderseits diese Bearbeitung nicht in der richtigen Weise durchgeführt wird, so besteht die Gefahr, daß das umgeformte Material Risse bekommt. Wenn allerdings die Ultraschallbearbei­ tung richtig durchgeführt wird, führt sie zu ausgezeichneten Ergebnissen mit guter Materialverformung ohne Gefahr der Rück­ kehr in den Ausgangszustand.

Das Verfahren setzt im wesentlichen voraus, daß der Gegenstand, insbesondere der Knopf, mit einem spitzen Fort­ satz oder Dorn versehen ist, der durch das Textilmaterial gebohrt wird, worauf der hervorragende Abschnitt verformt wird. Dies erfolgt durch Anpressen des Werkzeuges gegen die Spitze des Fortsatzes zugleich mit der Ausübung eines Gegen­ druckes auf den Körper des Knopfes od. dgl. mit Hilfe einer dessen Gestalt angepaßten, relativ großen Andruckfläche. Das Werkzeug besteht aus Stahl oder einem anderen harten Material und weist am Ende eine der erwünschten Gestalt des verformten Kopfes entsprechende Form auf. Während des Anpressens ist das Werkzeug Ultraschallschwingungen mit einer Frequenz von 18 000 bis 30 000 Hz ausgesetzt. Diejenige Fläche, von der der Körper des Knopfes od. dgl. abgestützt ist, muß dieselbe, eine größtmögliche Berührungsfläche bildende Gestalt besitzen, da sonst die Gefahr entsteht, daß auch der Körper durch die Ultraschallschwingungen verformt wird. Die Fläche für den Gegendruck muß aus einem Werkstoff bestehen, der weder ver­ formt wird noch am Gegenstand haften bleibt. Aus diesen Gründen ist ein Metall zu bevorzugen.

Es hat sich herausgestellt, daß die Gestalt des Knopfes bzw. Gegenstandes von großer Bedeutung für die rationelle und richtige Durchführung des Verfahrens ist; insbesondere ist die Form des Fortsatzes oder Dornes von wesentlicher Bedeu­ tung.

Im folgenden ist angegeben, welche Gestalt der Dorn in Verbindung mit der Erfindung aufweisen soll:

• 1) Der Dorn soll eine Spitze aufweisen, so daß er das Textil­ material durchdringen kann.
• 2) Der Dorn soll an seinem äußeren zu verformenden Abschnitt genügend Material aufweisen, um einen relativ großen Kopf bilden zu können.
• 3) Der Dorn soll zunehmende Abmessungen sowie gegebenenfalls Schneidkanten aufweisen, so daß beim Durchdringen des Textil­ materials bis auf eine vorbestimmte Tiefe der Dorn Fäden des Textilmaterials durchtrennt. Dies ist zwar nicht unbedingt erforderlich, insbesondere nicht bei weichen flockigen Materialien, kann jedoch das Festhalten von unelastischen dünnen Geweben, z. B. für Hemden, erheblich verbessern.
• 4) Der Dorn soll keine plötzlichen Dimensionsänderungen zu­ mindest nicht in seinem inneren Abschnitt aufweisen, der nicht der Verformung unterworfen, sondern vielmehr dazu vor­ gesehen ist, den Knopf im Abstand vom Stoff zu halten. Sohin soll der Dorn glatt in den Körper des Gegenstandes übergehen und keine Einschnitte oder Vorsprünge aufweisen.

Im Hinblick auf den letztgenannten Punkt ist es bekannte Tatsache, daß ein Knopf oder ähnlicher Gegenstand nicht eng am Textilmaterial befestigt sein, sondern einen Hals aufweisen soll, um den Knopf etwas beweglich zu machen und das Zuknöpfen zu erleichtern. Das Material, in dem die Knopflöcher geformt werden, soll ausreichend Platz haben, um eine Lage zwischen dem Knopf und dem Material einnehmen zu können, an dem der Knopf befestigt ist. Naheliegenderweise werden Abstandhalter zwischen dem Textilmaterial und dem Knopf angeordnet, um ein eine vorbestimmte Eindringtiefe des Fortsatzes bzw. Dornes zu erreichen. Naheliegend ist auch, eine Schulter oder einen Flansch am Dorn vorzusehen. Der aus der zitierten GB-PS 12 99 119 bekannte Knopf hat einen Dorn mit einer Rille, in die das Textilmaterial eintreten soll. Zu diesem Zweck hat die Rille einen sich nach außen konisch erweiternden Querschnitt und eine Schulter in Richtung quer zum Körper. Zweck dieser Maßnahmen ist das Eintreten des Textilmaterials in die Rille, nachdem es den konischen Abschnitt passiert hat.

Allerdings hat sich herausgestellt, daß derartige plötzliche Querschnittsänderungen des Dornes die Gefahr eines Bruches heraufbeschwören. Eine Schulter oder ein Einschnitt bewirken Rißbildungen, die nach einigem Gebrauch zum Bruch führen. Durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Knopfes werden derartige plötzliche Querschniffsänderungen vermieden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung schematisch dargestellt sind; es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines unverformten Knopfes,

Fig. 2 eine Seitenansicht eines anderen unverformten Knopfes,

Fig. 3 eine Seitenansicht eines dritten unverformten Knopfes,

Fig. 4 eine Draufsicht auf denselben,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den Knopf nach Fig. 1 in befestigtem Zustand,

Fig. 6 eine Ansicht desselben,

Fig. 7 einen Querschnitt durch einen auf andere Art befestigten Knopf nach Fig. 1,

Fig. 8 eine Stirnansicht der Befestigungsvorrichtung,

Fig. 9 eine Seitenansicht derselben,

Fig. 10 ein Detail der Vorrichtung, teilweise im Schnitt,

Fig. 11 dieses Detail in einer Variante,

Fig. 12 einen Teil der Vorrichtung in schaubildlicher Darstellung und

Fig. 13 ein weiteres Detail.

Der in Fig. 1 dargestellte erfindungsgemäße Knopf weist einen Körper 2 und einen Dorn 3 auf. Der Dorn 3 hat eine Spitze 4, an die sich ein konischer Abschnitt anschließt, der über eine Abrundung 5 mit großem Krümmungsradius in den Körper 2 übergeht. Der Dorn 3 hat also eine glatt verlaufende Oberfläche und zeigt keinerlei Abstandshalter zur Bildung eines Halses. Falls jedoch ein Abstandshalter erwünscht ist, so sollte er vom Dorn 3 getrennt ausgebildet sein, wie dies bei 6 mit strichpunktierten Linien in Fig. 1 angedeutet ist. Eine Variante des Knopfes 7 ist in Fig. 2 dargestellt, der einen Körper 8 und einen Dorn 9 aufweist. Der Dorn 9 hat eine Spitze 10 und geht über eine Abrundung 11 mit großem Radius in den Körper 8 über. Der Dorn 3 hat ferner eine vom Dorn 3 in Fig. 1 abweichende konische Gestalt mit einer einen Übergangsbereich bildenden Schulter 12 zwischen einem dünnen Abschnitt 13 an der Spitze 10 und einem dickeren Abschnitt 14 neben der Abrundung 11. Allerdings soll die Schulter 12 nicht innerhalb der Stelle für das Textilmaterial nach der Bildung des Kopfes liegen, welche Stelle mit einer strichpunktierten Linie 15 in Fig. 2 angedeutet ist.

Der Knopf 16 gemäß Fig. 3 und 4 zeigt ebenfalls einen Körper 17 und einen Dorn 13; letzterer weist eine Spitze 19 und an der Verbindung mit dem Körper 17 eine Abrundung 20 mit großem Radius auf. Der äußere Teil des Dornes 18 ist als dreikantiger Abschnitt 22 ausgebildet, der außerhalb des Be­ reiches 21 Schneidkanten 24 bildet, welcher mit strichpunktier­ ter Linie angedeutet ist den Raum bezeichnet, den das Textil­ material nach Befestigung des Knopfes 16 einnimmt. Innerhalb des Abschnittes 22 weist der Dorn 18 einen konischen Abschnitt 23 mit rundem Querschnitt auf.

Die verschiedenen gezeigten Knöpfe bestehen aus Kunst­ stoff, vorzugsweise aus Acetaldehydharz, und sind nur als Ausführungsbeispiele zu verstehen. Jedenfalls kann der Körper 2, 8 bzw. 17 auch die Form eines Hakens, einer Öse oder eines Druckknopfes annehmen. Die erwünschte Ausbildung eines Halses kann von der dargestellten natürlich abweichen. Jedenfalls ist sie für die Gestaltung des Dornes von untergeordneter Bedeutung. Wenn ein Hals überhaupt nicht gefordert ist, so kann der kragenförmige Abstandshalter 6 weggelassen werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren umfaßt die folgenden auf­ einanderfolgenden Schritte:

• a) Anbringen des Körpers des Knopfes auf einem Werkzeug der vorstehend beschriebenen Art zur Ausübung eines Gegendruckes.
• b) während derjenigen Zeit, während der das Textilmaterial an Ort und Stelle festgehalten wird, Bewegen der Dornspitze zum Textilmaterial, Durchdringen desselben mit dem Dorn, bis sich das Textilmaterial an der erwünschten Stelle des Dornes befindet (Linie 15 bzw. 21 in Fig. 2 bzw. 3).
• c) Anlegen eines mit Ultraschallschwingungen beaufschlagten Werkzeuges an die Spitze des Dornes und Aufbringen eines Druckes, bis unter der Wirkung von Druck und Schwingungen an der dem Körper abgekehrten Seite ein Kopf geformt ist. Auf diese Weise wird der Knopf oder ein ähnlicher Gegenstand sicher am Textilmaterial befestigt.

Schritt b) des Verfahrens ist am wichtigsten. Unter der Annahme, daß das Material gewebt oder gestrickt ist, werden die Fäden bei Eindringen der Spitze in das Textil­ material zur Seite geschoben, so daß der Dorn eindringen kann. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß im Zusammenhang mit unelastischen harten Geweben, wie Hemden- oder Blusenstoff aus Baumwolle und/oder synthetischen Fasern das Eindringen des verjüngten Dornes auch dazu führt, daß einige Fäden ab­ gerissen werden, so daß freie Fadenenden neben dem Dorn auf­ treten. Das Durchtrennen der Fäden kann erleichtert und der Eindringdruck kann vermindert werden, wenn der Dorn selbst­ schneidend ausgebildet ist, wie in Fig. 3 und 4 gezeigt, wobei die Schneidkanten 24 des Abschnittes 22 das Durchschneiden der betreffenden Fäden bewirken. In Verbindung mit solchen unnachgiebigen Materialien ist diese Ausgestaltung des Dornes in der Regel zwar nicht notwendig, doch kann sie von Vorteil sein, wenn ein Textilmaterial mit lockerer Struktur entweder wegen einer lockeren Fadenbindung, z. B. bei Gestricken oder auf Grund elastischer und/oder flockiger Fäden, vorhanden ist.

Die Bildung freier Fadenenden hat sich als bedeutungs­ voll für den Befestigungsvorgang herausgestellt. Bei Anwen­ dung von Ultraschall zur Verformung findet ein derartiger Materialfluß statt, daß die Fäden in den geformten Kopf eintreten und vom Kunststoff umschlossen werden. Falls der Kopf nur einen Körper an der Außenseite des Textilmaterials bildete, so würde er ohne weiteres durch dasselbe gezogen werden können, wobei das vom Dorn gebohrte Loch aufgeweitet wurde. Die Gefahr des Ausreißens eines Knopfes, der nicht angenäht ist, ist in der Praxis ein Hauptproblem bei der Befestigung von Knöpfen. Der genannten GB-PS sind Maßnahmen entnehmbar, um das Textilmaterial in die Rille zu drücken, weil man sich nicht allein auf die Berührungsfläche des verformten Kopfes verlassen will, sondern auch einen gewissen Reibungsschluß erzielen möchte. Allerdings hat sich die Festhaltung durch Reibung als wenig zuverlässig ergeben, insbesondere nach einigem Gebrauch des Kleidungsstückes, was dazu geführt hat, daß die Fäden um das Loch abgenützt oder infolge der Knöpf­ bewegungen verschoben wurden. Ein weiterer Nachteil der Knöpfe mit freien Köpfen ist das Fehlen eines Mittels, welches das Eindringen des Halses in das Textilmaterial verhindert, wodurch das Zuknöpfen sehr erschwert wird. Daher müssen irgendwelche Abstandshalter vorgesehen sein, die gemäß der GB-PS als Schultern ausgebildet sind. Allerdings macht dies eine Dimensionierung des Halses mit einem großen Querschnitt notwendig, wodurch aber wieder der Knopfverschluß unzuverlässig wird und unschön aussieht, da der Stoff rund um das Knopfloch wegen des dicken Halses Falten wirft. Das vorstehend beschriebene Ein­ betten der Fäden des Textilmateriales in das zum Kopf ver­ formte Material stellt daher ein wesentliches Merkmal der Er­ findung dar und löst das schwierige Problem der Befestigung "gemieteter" Knöpfe.

Diese Art der Befestigung ist insbesondere bei flockigen Stoffen bedeutsam, die gegenüber dem Eindringen des verformten Kopfes überhaupt nicht widerstandsfähig sind. Da auch die Be­ festigung unter Reibungseinfluß wenig zuverlässig ist, bleibt nichts anderes übrig, als auf anders als durch Nähen befestigte Knöpfe bei solchen Materialien zu verzichten. Das erfindungs­ gemäße Verfahren aber kann auch in diesen Fällen angewendet werden, weil einerseits der eine oder andere Faden durch ent­ sprechende Ausgestaltung des Dornes durchtrennt wird und ander­ seits die Verformung mittels Ultraschall die Einbettung von Fasern des Materiales in den verformten Kopf mit sich bringt.

Ein wesentliches Merkmal im Zusammenhang mit Schritt b) ist auch die Formung der besten Längsdimensionen des Halses, somit das begrenzte Eindringen des Dornes in das Textil­ material. Wenn dies mit Hilfe eines Abstandshalters erfolgen kann, z. B. des kragenförmigen Abstandshalters 6 in Fig. 1 oder eines eigenen Abstandshalters, bietet die Formung einer ausreichenden Länge des Halses keinerlei Probleme während des Befestigungsvorganges, abgesehen von der Tatsache, daß ein loses oder lockeres Distanzstück zu Problemen führen kann. Jedenfalls ist ein kragenförmiger oder loser Abstands­ halter, welcher den Hals erweitert, beim Zuknöpfen unbequem und sollte daher vermieden werden, zumal andere Lösungen zur Verfügung stehen. Z. B. ergibt ein Winkel an dem Konus, der den Erweiterungseigenschaften des Materials in Verbindung mit einer gewissen Kraft angepaßt ist, ein gewisses Eindringen des Dornes. Wenn der Dorn gemäß Fig. 2 und in gewissem Ausmaß auch gemäß Fig. 3 geformt ist, wird durch den Übergang vom dünnen Abschnitt 13 bzw. dreikantigen Abschnitt 22 nach unten eine momentan zunehmende Kraft erzielt, die zur Festlegung der Stellung 15 bzw. 21 des Textilmateriales ausreicht. Es sei bemerkt, daß der Dorn in jedem Fall so weit eindringen muß, daß die Dimensionsänderungen nicht in den unverformten Be­ reich zu liegen kommen. Überdies können zeitabhängige Faktoren zur Bildung eines ausreichend langen Halses herangezogen werden. So wird eine gewisse Zeit für das Eindringen benötigt, und wenn die Zeit in korrekter Weise gewählt ist, so wird eine zufriedenstellende Länge des Halses erzielt. Das Textilma­ terial kann außerdem, z. B. mittels eines um die Knopfstelle angeordneten Halteringes, in einem gewissen Abstand vom Körper des Knopfes gehalten werden. Bei einem anderen Verfahren kann die Maschine zur Durchführung des Befestigungsvorganges mit Abstandshaltern ausgestattet sein, die zwischen Knopfkörper und Textilmaterial eingeschoben werden und dort während des Befestigungsvorganges verbleiben. In jedem Falle muß jedoch getrachtet werden, daß solche Abstandshalter den Knopf während der Ultraschallanwendung nicht beschädigen.

Fig. 5 zeigt einen Knopf 25 im befestigten Zustand, wobei das Textilmaterial mit 26, das Werkzeug zum Gegenhalten mit 27 und das Verformungswerkzeug mit 28 bezeichnet sind. Der Knopf 25 hat einen Dorn 29, dessen Endteil durch Druck und Ultra­ schallschwingungen, die mit dem Werkzeug 28 ausgeübt werden, zu einem Kopf 30 verformt worden ist. Der Dorn 29 hatte ursprünglich die in Fig. 1, 2 oder 3 gezeigte Gestalt. Die Wahl hängt stark von der Art des verwendeten Textilmateriales ab. Die Form nach Fig. 1 mit scharfer Spitze und geradem Umriß eignet sich gut für harte Materialien, wogegen die in Fig. 2 darge­ stellte Gestalt besser für weichere Materialien und die Gestalt gemäß Fig. 3 für noch weichere bzw. lockerere Materialien geeignet ist.

In Fig. 6 ist der Kopf 30 in Draufsicht gezeigt. Dabei ist angedeutet, daß einige Fadenenden 31 in den Kopf 30 eingebettet worden sind.

Eine Variante des Werkzeuges ist in Fig. 7 dar­ gestellt und mit 32 bezeichnet. Die Stirnfläche dieses Werk­ zeuges 32 ist mit einer Ausnehmung 33 von toroidaler Form versehen, wobei in der Mitte eine Spitze 34 vorhanden ist. Zufolge dieser Ausbildung kann das Knopfmaterial leichter nach der Seite verformt werden. Diese Gestalt hat sich ferner als vorteilhaft bei der Bearbeitung von Kunststoffen erwiesen, die sich schwer zum Fließen bringen lassen, oder wenn ein relativ großer Kopf erwünscht ist. Der geformte Kopf 35 zeigt natürlich die Gestalt dieser Ausnehmung 33.

Bei Verwendung des in Fig. 7 dargestellten Werk­ zeuges ist es nicht zweckmäßig, einen Dorn mit einer Spitze vorzusehen. Daher wird hier das Verfahren insofern abge­ wandelt, als bei Verwendung eines Knopfes mit spitzem Dorn die Spitze nach Durchdringen des Textilmateriales mit einem an der Befestigungsmaschine vorgesehenen Werkzeug abgeschnitten wird. Dabei wird eine ebene Schnittfläche erzielt, wie sie z. B. durch die Linien 36 in Fig. 1 angedeutet ist. Wie leicht verständlich, ist es nicht günstig, den Dorn mit einer derartigen Fläche herzustellen, weil sonst das Durch­ dringen des Textilmateriales sehr erschwert wäre.

Die in Fig. 8 und 9 gezeigte Vorrichtung zur Durch­ führung des Verfahrens besitzt ein Gestell 41 mit einem Fuß 42. An dem Gestell 41 ist ein Gehäuse 43 aufgehängt, das in ein Abteil 44 für einen Ultraschallgenerator, z. B. einen elektrischen Generator, der eine Wechselspannung zwischen 18 000 und 30 000 Hz erzeugt, und einen abgedeckten Rahmen 45 für die mechanische Einrichtung des Ultraschallgenerators unterteilt ist. Diese Einrichtung weist mehrere Magnetgeräte 46 (die teilweise in Fig. 10 und 11 gezeigt sind) mit Stangen 47 auf, die mit Hilfe der zugeordneten Magnetgeräte 46 in Schwingungen der vorstehend angegebenen Frequenz versetzt werden.

An der Unterseite des Rahmens 45 ist eine Haltevorrichtung mit fünf Profilschienen 48 angebracht, die an der Unterseite des Gehäuses 44 vorspringen, an der Vorderseite des Rahmens 45 in einer Öffnung münden und an der Hinterseite des Gestelles 41 in einer Zufuhrein­ richtung 49 enden, die noch beschrieben wird. Eine Anschlag­ platte 50, die mit Hilfe eines vorzugsweise pneumatischen Zylinders 51 betätigbar ist, kann vor die Öffnungen der Profil­ schienen 48 abgesenkt werden. An der Vorderseite des Rahmens 45 befinden sich Spannvorrichtungen, die durch ein inneres und ein äußeres Joch 52 bzw. 53 gebildet sind. Die Joche 52, 53 können mittels je eines Zylinders 54 bzw. 55 in Vertikalrichtung be­ wegt werden. An den unteren Enden sind die Joche 52, 53 mit seitlichen Nuten versehen.

Am Gestell 41 ist mittels zweier Lagerböcke eine Welle 57 drehbar gelagert und trägt zwei Arme 58 und 59, an deren Enden ein Stab 60 angebracht ist. Der eine Arm 59 ist an seiner Hinterseite mit einem Gegengewicht 61 versehen. Zwischen dem anderen Arm 58 und dem Fuß 42 des Gestelles 41 sind zwei hintereinandergeschaltete Zylinder 62, 63 angeordnet.

Die verschiedenen Bauteile sind derart zueinander angeordnet, daß sich jeweils ein an den Ultraschallgenerator angeschlossenes Magnetgerät 46 über jeder Profilschiene 48 befindet, wobei sich sein Körper 47 nahe dem Vorderende der Schiene 48 in diese hineinerstreckt, wie aus Fig. 10 und 11 hervorgeht. Der Stab 60 ist derart angeordnet, daß sie bei Verschwenken zu den Schienen 48 hin gerade vor deren Vorder­ enden liegt. Von den beiden Zylindern 62 und 63 ist der eine 62 in seinem Hub einstellbar, wie dies noch erläutert wird. Der andere Zylinder 63 ist zur Ausübung eines vorbestimmten Druckes einstellbar, z. B. durch Anschluß an ein einstellbares Druck­ minderventil.

Sämtliche Zylinder sind an ein Steuersystem ange­ schlossen, das mit Hilfe von am Fuß 42 angebrachten Pedalen 64 betätigbar ist.

Das Innere der Zufuhreinrichtung ist in Fig. 12 dar­ gestellt. Dieser ist entnehmbar, daß die Schiene 48 an ihrem hinteren Ende mit einer Stufe versehen ist, wobei der längere Stangenabschnitt eine Ausnehmung 65 aufweist. Vor dem Ende der Schiene 48 ist ein bogenförmiges Zufuhrelement 67 vorgesehen, das drehbar auf einer Welle 66 sitzt und an einem Ende eine stufenförmige Ausnehmung 68 aufweist, die einen zur Schiene 48 hin offenen Raum bildet, der mit der Außenseite des Zufuhrelementes 67 durch eine Öffnung 69 in Verbindung steht. Das Zufuhrelement 67 ist um etwas mehr als 180° hin- und her­ bewegbar ausgebildet, wobei die Ausnehmung 68 in der einen Endlage unmittelbar neben dem Ende der Schiene 48 und in der anderen Endlage abwärts weist. Das Zufuhrelement 67 bewegt sich in einer zylindrischen Trommel. Für jede Schiene 48 ist ein Zufuhrelement 67 vorgesehen, wobei die Zufuhrelemente 67 in Axialrichtung versetzt sein können, um ausreichend Platz zu schaffen.

Fig. 13 zeigt bei den Spannvorrichtungen im Detail die Anordnung der Nuten in den Jochen 52 und 53. Das innere Joch 52 hat eine nach hinten offene Nut 70. Das äußere Joch 53 besitzt zwei Nuten, nämlich eine nach hinten offene breite Nut 71, innerhalb der die Nut 70 verläuft, und eine nach vorne offene engere Nut 72. In der unteren Stellung der Joche 52, 53 befindet sich die Nut 70 gerade unterhalb der Unterkante des Rahmens 45, wobei die breite Nut 71 die in Fig. 13 dargestellte Relativ­ lage einnimmt. Wenn die Joche 52, 53 mittels der Zylinder 54, 58 hochgezogen sind, befinden sich die Nuten 70 und 72 etwas über der Unterkante des Rahmens 45.

Gemäß Fig. 10 ist der Stab 60 bei einer Variante der Vorrichtung massiv. Gemäß Fig. 11 weist eine andere Variante Zapfen 73 und einen Zusatzstab 74 mit Löchern 75 auf, durch welche die Zapfen 73 hindurchtreten können. Der Zusatzstab 74 kann mit Hilfe eines nicht dargestellten Zylinders zwischen zwei Stellungen bewegt werden, in deren einer der Zusatzstab 74 unmittelbar am Stab 60 anliegt, dessen Zapfen 73 sich durch die Löcher 75 erstrecken, und in deren anderer die Zapfen 73 außerhalb der Löcher 75 angeordnet sind (Fig. 11) .

Im Betrieb der Vorrichtung werden aus einem Körper 77 und einem Dorn 78 bestehende Knöpfe 76 mit ihrem Dorn 78 an einem Teil 79 eines Kleidungsstückes befestigt. Nach der Be­ festigung soll sich der Dorn 78 durch einen zweiten Teil 80 des Kleidungsstückes erstrecken, so daß der Körper 77 an der dem Teil 79 gegenüberliegenden Seite des Teiles 80 zu liegen kommt. Dabei soll sich der Dorn 78 durch ein Knopfloch 81 im Teil 80 erstrecken. Bei einem Hemd, einer Bluse od. dgl. sollen die Knöpfe 76 mit ihrem Dorn 78 an der untenliegenden Leiste des Vorderteiles 80 befestigt sein, wobei die Dorne 78 durch Knopflöcher 81 in der obenliegenden Leiste des Vorder­ teiles 80 verlaufen, so daß die Körper 77 an der Außenseite der oberen Leiste liegen. Da die Befestigung am äußersten Ende der jeweiligen Schiene 48 erfolgt, müssen daher die Knöpfe 76 an diesen Enden mit von den Schienen 48 abwärtsweisenden Dornen 78 angeordnet werden. Den Schienen 48 werden die Knöpfe 76 an der Hinterseite mittels der Zufuhrelemente 67 zugeführt. Die erwähnte zylindrische Trommel, in der sich die Zufuhrelemente 67 bewegen, soll teilweise mit Knöpfen 76 gefüllt sein. Bei seiner Bewegung trifft das Zufuhrelement 67 auf einen Knopf 76, der gerade eine Lage einnimmt, in der er von der Ausnehmung 68 erfaßt wird, wie dies in Fig. 12 ver­ anschaulicht ist. Knöpfe, die sich nicht in einer solchen Lage befinden, daß sie erfaßt werden können, werden zur Seite geschoben, wobei das Zufuhrelement 67 einen Leerhub durchführt. Daher muß das Zufuhrelement 67 eine ausreichend große An­ zahl Hübe ausführen, um bei vorgegebenem Bedarf an Knöpfen in den Schienen 48 immer Knöpfe vorhanden sind. Wenn sich das Zufuhrelement 67 in seiner Endlage befindet, wird der in der Ausnehmung 68 angeordnete Knopf mit Hilfe eines Luft­ strahles aus dem Zufuhrelement 67 in die Schiene 48 ge­ blasen. Zu diesem Zweck ist eine Düse 82 vorgesehen, die im Bereich der Öffnung 69 des Zufuhrelementes 67 angeordnet ist, wenn dieses die Endlage einnimmt. Da die Schiene 48 geneigt ist, rutschen die eingeblasenen Knöpfe bis zum äußeren Ende der Schiene 48 vor. Dieser Transport kann durch Anordnung zusätzlicher Düsen entlang der Schienen 48 oder dadurch unterstützt werden, daß diese in Schwingungen versetzt werden.

An den äußeren Enden der Schienen 48 werden die Knöpfe 76 durch die in ihrer Normalstellung befindliche Anschlagplatte 50 angehalten. In der Normalstellung, d. h. vor Beginn des Befestigungsvorganges, sind auch die Joche 52, 53 in ihren unteren Stellungen, wobei die Nut 70 unter der Unterkante des Rahmens 45 liegt.

Wenn eine Reihe Knöpfe an dem Teil 80 eines Kleidungsstückes befestigt werden soll, so wird dieser Teil 80 mit seinen Enden in den seitlichen Nuten 70 des Joches 52 angeordnet. Sodann wird durch Niederdrücken eines der Pedale 64 der Zylinder 54 betätigt, wodurch das Joch 52 aufwärts­ bewegt und der Teil 80 des Kleidungsstückes zwischen dem Rahmen 45 und dem Joch 52 an den Rändern der Nut 70 eingeklemmt wird. Anschließend wird das Kleidungsstück an Ort und Stelle festgehalten und gespannt. Wenn es in der richtigen Weise einge­ bracht worden ist, erstrecken sich nun die Dorne 78 der Knöpfe 76 durch die Knopflöcher 81. Zweckmäßigerweise wird dies vor Durchführung der nächsten Schritte von Hand aus über­ prüft. Dieser Schritt besteht darin, den Teil 79 des Kleidungs­ stückes in die Nut 72 des Joches 53 einzulegen, das sich noch immer in seiner Stellung unterhalb der Unterkante des Rahmens 45 befindet. Danach wird durch Niedertreten des zweiten Pedales 64 der Zylinder 55 betätigt, der das äußere Joch 53 hochhebt, so daß der Teil 79 in den Nuten 72 festgehalten wird.

Während des Befestigungsvorganges soll das Kleidungs­ stück mit seinem Teil 79 um den Stab 60 herumgeführt worden sein, so daß es nach der Befestigung rund um den Stab 60 ver­ läuft.

Nun folgt der eigentliche Befestigungsvorgang, der nach Betätigung des Zylinders 15 programmgesteuert ablaufen kann. Als Sicherheitsmaßnahme ist ein zusätzliches Betätigungs­ organ anzuraten, vorzugsweise in Form eines Doppelgriff-Aus­ lösers, der mit beiden Händen gleichzeitig betätigt werden muß, wodurch die Möglichkeit von Verletzungen durch Einklemmen od. dgl. beseitigt ist. Unabhängig von der Art des Ablaufes der folgenden Betriebsweise wird zunächst der Zylinder 62 betätigt, der den Stab 60 aufwärtsschwenkt, bis dieser an den Spitzen der Dorne der Knöpfe 76 anliegt, so daß die Spitzen in den Teil 79 eindringen. Als nächster Schritt wird der Ultraschallgenerator in Betrieb gesetzt, der die Stangen 47 in Schwingungen versetzt, und zugleich der Zylinder 63 betätigt, so daß der Stab 60 unter einem gewissen Druck an den Spitzen der Dorne anliegt. Dies führt zum Fließen des Materiales der Dorne 78, die aus Kunststoff, insbesondere aus Acetal­ dehydharz bestehen, und zur Formung eines Kopfes an der Außenseite des Teiles 79, die in Fig. 11 nach unten weist. Wenn der Dorn 78 verformt wird, kann das Material einen derartigen Zustand erreichen, daß es mit dem Textilmaterial des Teiles 79 verschmilzt (Fig. 6). Um zu verhindern, daß dies zu weit außen am Dorn erfolgt, wodurch dieser zu lang und der nietenkopfartige Kopf an der Rückseite des Materiales nicht ausreichend groß wäre, ist vorzuziehen, den Dorn durch den Teil 79 hindurchzudrücken, wie dies vorstehend beschrieben ist. Dies kann mit Hilfe des Zusatzstabes 74 gemacht werden, der vor Einschalten des Ultraschallgenerators im Abstand von dem Stab 60 angeordnet wird und den Dorn 78 durch den Teil 79 hindurchdrückt, wie aus Fig. 11 hervorgeht. Danach beginnt die Verformung mittels Ultraschall.

Sobald alle Knöpfe 76 in einem einzigen Arbeits­ vorgang in der erwünschten Anordnung befestigt worden sind, werden die Joche 52, 53 abwärtsbewegt, so daß das Kleidungs­ stück frei ist, während die Anschlagplatte 50 gehoben wird, so daß die Schienen 48 vorne geöffnet werden. Danach können die Knöpfe aus den Schienen 48 herausgenommen werden, worauf die Anschlagplatte 50 wieder abwärtsbewegt wird, um den Austritt der nächsten Knöpfe zu verhindern. Zur Abnahme des Kleidungs­ stückes wird der Stab 60 gesenkt, und nun kann das zuge­ knöpfte Kleidungsstück am freien Ende des Stabes 60 abge­ nommen werden. Diese Vorgänge nach dem Befestigungsvorgang sind ebenfalls programmgesteuert.

Bei der Befestigung von Knöpfen wird folgendermaßen vorgegangen:

• I) Anordnen der Knöpfe in erwünschter Anordnung in einer Halterung, wobei sich die Fortsätze der Knöpfe aus der Halterung nach außen erstrecken;
• II) Anordnen des mit den Knopflöchern versehenen Teiles des Kleidungsstückes auf der Halterung in solcher Weise, daß die Fortsätze der Knöpfe durch die Knopflöcher verlaufen und die Körper der Knöpfe an derselben Stelle des Kleidungs­ stückes liegen, die sie beim zugeknöpften Kleidungsstück ein­ nehmen sollen;
• III) Verbinden der Fortsätze der Knöpfe mit dem­ jenigen Teil des Kleidungsstückes, an dem die Knöpfe befestigt werden sollen, wobei der die Knopflöcher aufweisende Teil zwischen dem Körper der Knöpfe und diesem Teil des Kleidungs­ stückes liegt (vgl. Punkte a) bis c) der vorstehenden Be­ schreibung); und
• IV) Entnahme des Kleidungsstückes aus der Vorrichtung.

Im vorstehenden ist erläutert, wie diese Ver­ fahrensschritte von der Vorrichtung durchgeführt werden. In diesem Zusammenhang ist die grundsätzliche Funktion der Vorrichtung dargelegt. Allerdings kann diese Funktion auch in anderer Weise als die beschriebene erreicht werden. Z. B. sind zahlreiche Arten Zufuhreinrichtungen für Kleinteile bekannt, mit denen Gegenstände, in diesem Fall Knöpfe in eine Arbeitsstellung an vorbestimmter Stelle ge­ bracht werden können. Bei einer dieser Einrichtungen ist eine Schüttelrinne vorgesehen, mit der die Kleinteile durch Vibration vorwärtstransportiert werden und dabei auf mehrere Glieder treffen, die solche Gegenstände beiseiteschieben, welche nicht die vorbestimmte Lage einnehmen. Eine derartige Einrichtung kann ohne weiteres anstelle der Zufuhreinrichtung gemäß Fig. 11 Verwendung finden. Weiters kann die Einrichtung zum Festhalten des Kleidungsstückes anderen Aufbau aufweisen. Allerdings ist vorzuziehen, wenn irgendwelche Klemmvorrichtungen und Spann­ vorrichtungen vorgesehen sind. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann natürlich vergrößert werden, um mehrere Reihen Knöpfe zur gleichen Zeit befestigen zu können, wobei die Funktion im wesentlichen dieselbe wie die beschriebene ist.

Claims (10)

1. Einteiliger Knopf zum Befestigem an flächenförmigem Textil­ material, bestehend aus einem Knopfkörper mit einem das Textil­ material wenigstens teilweise durchsetzenden Dorn aus einem verformbaren Kunststoff, dessen freies Ende zu einem verbreiterten Kopf verformbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (3, 9, 18, 29) zumindest in seinem zwischen dem Kopf (30, 35) und dem Knopfkör­ per (2, 8, 17, 25) liegenden Bereich mit einem glatt verlaufenden Profil ohne plötzliche Querschnittsänderungen versehen ist und mit einer Abrundung in den Knopfkörper übergeht.

2. Einteiliger Knopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn (9) einen äußeren Abschnitt (13) aufweist, der ein schmaleres Profil als sein innerer Bereich besitzt und der in den inneren Bereich über eine Schulter (12) übergeht.

3. Einteiliger Knopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Dorn (18) einen äußeren Abschnitt (22) mit einem scharfe Kanten bildenden eckigen Querschnitt aufweist.

4. Verfahren zum Befestigen von Knöpfen oder dergleichen an einem Textilmaterial gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Durchdrücken des Dornes durch das Textilmaterial das freie Dornende durch Ultraschallschwingungen zu einem Kopf verformt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß während des Durchdrückens des Dornes durch das Textilmaterial lose Fadenenden gebildet und beim Verformen in den Kunststoff eingebettet werden.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Dorn so durch das Textilmaterial hindurchgedrückt wird, daß zumindest einige Fäden des Textilmaterials durchtrennt und die Fadenenden beim Verformen des Dornendes zu einem Kopf in den Kunststoff eingebettet werden.

7. Verfahrem nach einem der Ansprüche 4 bis 6, insbesondere zur Befestigung von in einer Gruppe mit vorbestimmter Anordnung anzubringenden Knöpfen an einem Kleidungsstück od. dgl., das mit Öffnungen wie Knopflöchern in entsprechender Anordnung versehen ist, gekennzeichnet durch die aufeinanderfolgenden Schritte:
Anordnen des Kleidungsstückes derart, daß der mit den Knöpfen zu versehende Teil mit dem die Öffnungen aufweisenden Teil in der vorbestimmten Anordnung zueinander ausgerichtet werden;
Anordnen der Knöpfe in der vorbestimmten Anordnung in einer Hal­ terung, wobei die Dorne aus dieser Halterung herausragen;
Anbringen des mit den Öffnungen versehenen Teiles des Kleidungs­ stückes an der Halterung und Durchführen der Dorne durch die Öffnungen, wobei die Knopfkörper in die jeweils vorbestimmte Lage an dem die Öffnungen aufweisenden Teil des Bekleidungsstückes in dessen geschlossenem, insbesondere zugeknöpftem Zustand gebracht werden;
Verbinden der Dorne der Knöpfe mit dem mit denselben zu versehenden Teil des Kleidungsstückes, wobei der mit den Öffnungen versehene Teil des Kleidungsstückes zwischen den Knopfkörpern und dem mit den Knöpfen zu versehendem Teil des Kleidungsstückes liegt.

8. Vorrichtung zu Durchführumg des Verfahrens nach Anspruch 7, zur Befestigung einer Gruppe von Kmöpfen an einem Kleidungsstück od. dgl., gekennzeichnet durch die Kombination folgender Vorrichtungs­ merkmale:
eine Haltevorrichtung (48) für die Knöpfe in vorbestimmter Anordnung, eine Spannvorrichtung (52) zum Spannen eines Teiles (80) des Kleidungsstückes, in dem Knopflöcher (81) vorgesehen sind, und zum Niederhalten dieses Teiles auf dem Dornen (78) der Knöpfe (76), wobei sich die Dorne (78) durch die Knopflöcher (81) erstrecken,
eine Spannvorrichtung (53) zum Spannen des für die Befestigung der Knöpfe (76) vorgesehenen Teiles (79) des Kleidungsstückes, eine Haltevorrichtung (60) zum Andrücken des den Knöpfen (76) zugeord­ neten Teiles (79) des Kleidungsstückes an die sich durch die Knopf­ löcher (81) erstreckenden Dorne (78) und zum Durchdrücken derselben durch diesen Teil des Kleidungsstückes, und eine Schließvorrichtung (46, 47) mit einem oder mehreren an eine Ultraschallquelle (46) an­ geschlossenen Körpern (47), die zum Andrücken an die Dorne (78) aus­ gebildet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (48) für die Knöpfe (76) in vorbestimmter An­ ordnung mit einer Zufuhreinrichtung (49) zum Zuführen der Knöpfe zu der Haltevorrichtung (48) verbunden ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltevorrichtung (48) mehrere profilierte Schienen mit Ab­ schnitten aufweist, die der Anordnung der Knöpfe entsprechend ange­ ordnet und zur Halterung der Knöpfe (76) während ihrer Befestigung ausgebildet sind.