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Verfahren und Vorrichtung zum Fügen von flexiblen
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Flachformstoffen Anwendungsgebiet der Erfindung Die Erfindung betrifft
ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Fügen von flexiblen Flachformstoffen, vorzugsweise
zum automatischen Nähen von Bekleidungsteilen, bei denen sich geradlinige und kurvenförmige
Nahtkonturen abwechseln.
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Charakteristik der bekannten technischen Lösungen Aus der DDR-PS 71
932 ist eine Vorrichtung zum automatischen Nähen von Hosentaschenbeuteln, also von
Teilen mit abwechselnd geradlinigem und kurvenförmigem Nahtverlauf bekannt. Diese
Vorrichtung besteht aus einer vor der Nähmaschine angeordneten Transporteinrichtung,
einem ebenfalls vor der Nähmaschine befindlichen Faltschieber und einem weiteren,
im Bereich der Nähmaschine angebrachten, Transportelement mit Kurvenführungselement.
Das Werkstück wird nun durch die in Transportrichtung beweglichen Saugelemente der
Transporteinrichtung zu dem Faltechieber transportiert, der es einmal faltet. Auf
den gefalteten Taschenbeutel senkt sich nun ein bewegliches Transportelement, welches
den Transport desselben während des Schließens der ersten geradlinigen Naht übernimmt,
ab. Beim übergang von der geradlinigen zur kurvenförmigen Naht wird ein Kurvenführungselement
für den weiteren Transport eingesetzt.
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Ist die kurvenformige Naht geschlossen, so hebt das Kurvenführungselement
vom Taschenbeutel ab, und ein hinter der Nähmaschine befindliches Transportelement
übernimmt die Führung beim anschließenden geradlinigen ahtverlauf.
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Außerdem ist aus der Praxis eine Einrichtung zum Nähen von Gesä.ßtaschenbeuteln
bekannt, bei der textiles Flächengebilde sowie Einfaßband von der Rolle zugeführt
werden. Beides wird geschnitten, gefaltet und automatisch genäht. Dabei wird das
Werkstück während des gesamten Nähprozesses mittels eines Gegenhalters und eines
Reibrades von oben und von unten geführt. Beim Kurvennähen senkt sich eine, am Kopf
der Nähmaschine fest angeordnete, Radienmittelpunktfixierung auf das Werkstück ab.
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Beide Vorrichtungen haben den Nachteil, daß sie nur zum Fertigen von
Taschenbeuteln mit fest liegender, definierter Kontur und Größe geeignet sind. Multivalent
sind diese Vorrichtungen nicht einsetzbar. Außerdem sind zum Nähen der geradlinigen
Nahtabschnitte gesonderte Führungselemente vorhanden. Das erfordert einen hohen
technischen Aufwand, weil zusätzliche Antriebe und Pührungselemente zum Einsatz
kommen.
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Weiterhin sind nach BRD-OS 2 009 627 und PS 1 104 804 Nähmaschinen
bekannt, die die Bekleidungsteile entlang einer Druckschiene miteinander verbinden,
die gerade oder gekrümmt sein kann. Damit ist ihr Einsatz begrenzt und für die Fertigung
von in der nähenden Industrie häufig auftretenden Radien der Kreisbögen nicht besonders
geeignet.
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Außerdem ist es notwendig, die Druckschiene nach Beendigung des Vernähens
leer in die Ausgangsstellung zurückzuführen, was Fertigungsstillstand und damit
eine unökonomische Arbeitsweise bedeutet.
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Andere Nähautomaten arbeiten mit schablonenartigen Klemmelementen,
wie z.B. die Vorrichtungen nach BRD-AS 1 485 250, BRD-AS 1 924 938 und BRD-OS 2
154 033. Diese Nähautomaten haben den Nachteil, daß bei jedem neuen Formenwechsel
neue
Schablonen benötigt werden, wodurch zusätzliche Investitionsmittel
und höhere Wartungskosten anfallen.
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Durch dieses ökonomische Problem bleibt auch das Einsatzgebiet dieser
Nähautomaten in den meisten Fällen auf das Fertigen von formengleichen Kleinteilen
begrenzt.
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Ferner sind nach BRD-OS 2 721 510 Nähautomaten bekannt, die zur Stofführung
mit geradlinig arbeitenden oder schwenkbaren Greifern versehen sind. Diese mechanischen
Greifer haben den Nachteil, daß sie zum Nähmaschinentransport synchron laufen müssen,
woraus sich komplizierte Antriebe für die Greifer ableiten. Eine besondere Schwierigkeit
bedeutet der Wechsel von der Geraden zum Radius. Um ein sauberes Nahtbild zu erhalten
und Fadenrisse zu vermeiden, sind sehr große Beschleunigungen für die schwenkbaren
Greifer erforderlich. Die daraus resultierenden hohen Kassenkräfte führen ebenfalls
zu konstruktiv aufwendigen Antrieben.
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Bei allen bekannten Vorrichtungen sind technische Mittel zum Führen
der Werkstücke während des geradlinigen Nahtverlaufes erforderlich.
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Ziel der Erfindung Das Ziel der Erfindung besteht in der Einfachheit
der Konstruktion und kurzen Umrüstzeiten beim Wechsel von Teilen mit unterschiedlicher
Konfiguration.
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Darlegung des Wesens der Erfindung Der Erfindung liegt die Aufgabe
zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Nähen von wechselnden geradlinigen
und kurvenförmigen Nähten zu entwickeln, so daß es möglich ist, mit einem Minimum
von technischen Mitteln eine große Palette von Teilen mit unterschiedlicher Konfiguration
vollautomatisch zu bearbeiten, insbesondere soll auf zusätzliche Führungselemente
während des geradlinigen Nähprozesses verzichtet werden.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelrbsi;, daß hinter der
Nähmaschine ein oder mehrere Signalgeber angeordnet sind von denen entsprechend
der Größe und Konfiguration des Werketückes jeweils einer die Hubelemente für Einstechnadel
und Drückerfuß sowie die Blasdüse ansteuert, so daß diese gleichzeitig aktiviert
werden. Vor der Nähmaschine sind ebenfalls ein oder mehrere Signalgeber angeordnet,
von denen jeweils einer bei wiederholter Abdeckung durch das Werkstück Schaltelemente
ansteuert, die gleichzeitig die Hubelemente von Einstechnadel und Drückerfuß in
die Ausgangsstellung bringen und die Luftzufuhr für die Blasdüse unterbrechen.
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Die eben beschriebenen Signalgeber vor und hinter der Nähmaschine
sind entweder fest oder längs und/oder quer zur Transportrichtung beweglich angeordnet.
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Die Öffnung der in der Nähgutauflage angeordneten Blasdüse zeigt in
Drehrichtung des Werkstückes, so daß der aus ihr während des Kurvennähprozesses
austretende Luft strahl das Drehen des Werkstückes unterstützt. Im Bereich des Nähmaschinentransporteurs
endet ein schräg angeordneter Stoffschieber. Die an sich bekannte Einstechnadel
ist quer und längs zur Transportrichtung des Werkstückes verstellbar im Bereich
des Drückerfußes angebracht. Es ist auch möglich, mehrere Einstechnadeln an unterschiedlichen
Stellen anzubringen.
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Zur Hubbewegung der Einstechnadeln sind eine Führung und ein Pneumatikzylinder
oder ein Elektromagnet oder ein Elektromotor mit Kurvenscheibe angeordnet.
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Der Nähmaschinentransporteur ist in Richtung Einstechnadel abgeschrägt.
Die Hubeinrichtung für den Drückerfuß besteht aus einem Pneumatikzylinder oder einem
Elektromagneten oder einem Elektromotor mit Kurvenscheibe.
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Dabei ist die Hubeinrichtung entweder direkt oder über ein Hebelgestänge
mit dem Drückerfuß verbunden. Zwecks dosiertem Anheben des Drückerfußes ist der
Hubeinrichtung ein höhenverstellbarer Hubbegrenzer zugeordnet.
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Zweckmäßigerweise wird dieser unter dem Hubelement angeordnet.
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Beim Nähen der geraden Nahtabschnitte werden keine Transport- oder
Führungselemente eingesetzt. Transport und Führung erfolgen durch den Führungsanschlag
sowie die Nähmaschinennadel und den Nähmaschinentransporteur.
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Beim Kurvennähen wird die Einstechnadel auf das Werkstück abgesenkt
und zentriert dieses somit. Gleichzeitig wird die Blasdüse mit einem in Drehrichtung
des Werkstückes gerichteten Luftstrahl beaufschlagt und der Drückerfuß soweit angehoben,
daß der Nähmaschinentransporteur gerade noch transportiert. Durch den Transport
des Werkstückes durch Nähmaschinennadel sowie Nähmaschinentransporteur und die Zentrierung
durch die Einstechnadel wird die kurvenförmige Naht genaht. Der Luftstrahl aus der
Blasdüse und der abgeschrägte Nähmaschinentransporteur unterstützen diesen Nahtverlauf.
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Sind an einem Werkstück mehrere kurvenförmige Nähte mit unterschiedlichen
Radien zu nähen, so kommen an unterschiedlichen Stellen angeordnete Einstechnadeln
zum Einsatz.
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Schräg zur Nähgutauflage ist ein Stoffschieber angeordnet.
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Er besteht aus einer Stange, deren mit dem Werkstück in Eingriff kommendes
Ende mit einem Reibelement versehen ist. Das andere Ende der Stange ist mit einem
Pneumatikzylinder verbunden. Ist ein Werkstück fertig genäht, so wird der Stoffschieber
in Bewegung gesetzt und schiebt das Werkstück ein kleines Stück weiter, so daß der
Leerkettentrenner die Leerkette trennen kann.
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Die Nähgutauflage ist entweder waagerecht oder in Richtung Nähmaschine
geneigt. Die Neigung bewirkt, daß insbesondere während des geradlinigen Nähprozesses
das Werkstück bestrebt ist, in Richtung Nähmaschine zu rutschen.
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Alle Arbeitsgänge des Nähens erfolgen vollautomatisch. Es ist auch
möglich, die beschriebene Vorrichtung mit einer vollautomaischen, ber die vorhandenen
Signalgeber gesteuerten, Zu-und Abführung der Werkstücke zu komplettieren.
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Ausführungabeispiel Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel
näher erläutert werden.
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In der Zeichnung eeigen: Fig. 1: die Draufsicht und Fig. 2: die Seitenansicht
Vor der Nähmaschine 1, in Transportrichtung der Werkstücke 2 gesehen, sind an der
Kante der Nähgutauflage 3, an der sich auch die Nähmaschine 1 befindet, Führungsanschläge
4 angeordnet. Im Bereich der Führungsanschläge 4 befindet sich im Abstand über der
Nähgutauflage 3 eine Düse 5, die mittels einer Öffnung 6 in der Nähgutauflage 3
mit einer Strahlfangdüse 7 unter der Nähgutauflage 3 zusammenwirkt.
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Düse 5 und Strahlfangdüse 7 bilden zusammen den Signalgeber 8. Der
Signalgeber 8 ist in Transportrichtung und quer zur Transportrichtung beweglich
angeordnet. Die Nähmaschine 1 ist mit einer seitlich vor dem Drfickerfuß 9 oberhalb
der Nähgutauflage 3 angeordneten Einstechnadel 10 versehen, die in Transportrichtung
und quer zu dieser verstellbar ist.
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Diese Einstechnadel 10 ist mittels eines Pneumatikzylinders 11 hubbeweglich,
Pneumatikzylinder 11 sowie Führung 12 sind am Nähmaschinenkopf angebracht. Der Nähmaschinentransporteur
13 ist seitlich in Richtung Einstechnadel 10 abgeflacht.
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Neben der Nähmaschine 1 befindet sich in der Nähgutauflage 3 eine
Blasdüse 14, deren Luftstrahl in Drehrichtung des Werkstückes 2 gerichtet ist. Einstechnadel
10, abgeflachter Nähmaschinentransporteur 13 und Blasdüse 14 sind die technischen
Mittel, die das Nähen der kurvenförmigen Naht unterstützen, wogegen der Transport
beim Schließen der geradlinigen Naht lediglich durch die Nähmaschinennadel und den
Nähmaschinentransporteur 13 erfolgt. Vor der Einstechnadel 10 ist ein weiterer pneumatischer
Signalgeber 15 angeordnet, der über eine Öffnung 6 mit einer weiteren Düse 5 mit
Strahlfangdüse 7 zusammenwirkt.
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Im Bereich des Drückerfußes 9 greift ein pneumatisch betätigter Stoffschieber
16, bestehend aus einer Stange 21, die an einem Pneumatikzylinder endet, und einem
Reibelement 22, an. Zum Trennen der Leerkette ist unmittelbar hinter Drückerfuß
9 ein Leerkettentrenner 17 fest angeordnet.
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Der Drückerfuß 9 ist über ein Hebelgestänge 18 mit einem an der Nähmaschine
1 fest angeordneten Pneumatikzylinder 19 verbunden. Unter dem Hubelement befindet
sich ein verstellbarer Hubbegrenzer 25, der von Hand entsprechend der Werkstückdicke
einstellbar ist.
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Hinter der Nähmaschine 1 ist an der hinteren Begrenzung der Nähgutauflage
3 ein weiterer Signalgeber 20, der im Aufbau dem Signalgeber 8 gleicht, angeordnet.
Der Signalgeber 20 ist ebenfalls längs und quer zur Transportrichtung verstellbar.
Durch die Positionierung der Signalgeber 8 und 20 sowie der Einstechnadel 10 ist
es möglich, Werkstücke 2 mit unterschiedlichen Konfigurationen zu bearbeiten.
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Bei anderen Ausführungsvarianten kommen elektrische Signalgeber, z.3.
Fotozellen oder elektromagnetische Signalgeber, zum Einsatz. Es ist vorteilhaft
aber nicht zwingend, bei einer Anlage durchgängig den gleichen Signalgebertyp einzusetzen.
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Weitere Ausführungsvarianten sehen die Befestigung der Einstechnadel
10 nicht an der Nähmaschine 1 vor. So ist sie z.B. an einem gesonderten Gestell
angeordnet oder an der Lähgutauflage 3. Statt nur einer Einstechnadel 10 sind mehrere
feste oder bewegliche Einstechnadeln 10 angebracht, so daß mehrere Kurven mit unterschiedlichen
Radien an einem Werkstück 2 genäht werden können. Zum Heben und Senken der Einstechnadel
10 sind statt des Pneumatikzylinders 11 auch mechanische oder elektromagnetische
Mittel einsetzbar. Das gleiche trifft für den Pneumatikzylinder 19 zu. Außerdem
sind die Mittel zum definierten Anheben des Drückerfußes 9, wie z.B. der Pneumatikzylinder
19 o.a., auch direkt am Drückerfuß 9 anbringbar.
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Durch die Anordnung mehrerer Signalgeber 20 in unterschiedlicher Stellung
ist es möglich, unterschiedlich lange gerade Nähte an einem Werkstück 2 zu schließen
bzw. zu umstechen.
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Eine andere Ausführungsvariante sieht die Neigung der gesamten Nähgutauflage
3 in Richtung auf die Nähmaschine 1 vor.
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Die Wirkungsweise der Vorrichtung zum Fügen flexibler Flachformetoffe
ist folgende: Der gesamte Fügeprozeß läuft vollautomatisch ab. Das einzelne zu umstechende
Werkstück 2 bzw. mehrere positionsgerecht aufeinanderliegende, durch Nähen zusammenzufügende
Werkstücke 2 werden mittels einer Zuführeinrichtung, die aus in Führungsschlitzen
23 längs zur Transportrichtung geführten Saugdüsen 24 besteht, zur Nähmaschine 1
transportiert. Während des gesamten Transportes bis zum Erfassen der Werkstücke
2 durch die Nähnadel werden diese durch die 5augdüsen 24 gehalten. Der Transport
erfolgt geradlinig, wobei eine gerade Kante der Werkstücke 2 ständig die Führungsanschläge
4 berührt (Lage 26). Gelangt das Werkstück 2 zum Signalgeber 8, So wird durch das
Unterbrechen des Luftstrahles, der aus der Düse 5 austritt, ein nicht gezeigter
Schalter betätigt, der die Nähmaschine 1 einschaltet, so daß diese bereits beim
Erfassen des Werkstückes 2 durch die Nähnadel ihre volle Drehzahl erreicht hat.
Nun schließt die Nähmaschine 1 in bekannter Weise die gerade Naht, wobei das Werkstück
2 geradlinig in Richtung Signalgeber 20 mittels Nähmaschinennadel und Nähmaschinentransporteur
13 transportiert wird (Lage 27). Während des geradlinigen Nähvorganges wird der
Signalgeber 8 wieder frei, und der Signalgeber 15 wird abgedeckt. Signale werden
dadurch nicht ausgelöst.
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Der Luftstrahl des Signalgebers 15 ist während des gesamten Nähvorganges
durch das Werkstück 2 unterbrochen.
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Sobald das Werkstück 2 den Luftstrahl des Signalgebers 20 unterbricht,
wird der Pneumatikzylinder 11 mit Druckluft beaufschlagt und die Einstechnadel 10
auf das Werkstück 2
abgesenkt. Der Pneumatikzylinder 19 wird durch
das gleiche Signal wie der Pne-umatikzylinder 11 mit Druckluft beaufschlagt. Dadurch
wird über das Hebelgestänge 18 der Drückerfuß 9 abhängig von der Werkstückdicke
so weit angehoben, daß der Nähmaschinentransporteur 13 gerade noch transportiert.
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Dazu wurde der Hubbegrenzer 25 vorher entsprechend eingestellt. Das
Signal des Signalgebers 20 steuert gleichzeitig noch die Blasdüse 14 an, so daß
aus ihr ein Luftstrahl in Drehrichtung des Werkstückes 2 austritt. Das Zentrieren
des Werkstückes 2 durch die Einstechnadel 10 sowie der zielgerichtete Luftaustritt
aus der Blasdüse 14 zwischen Nähgutauflage 3 und Werkstück 2 und das leichte Anheben
des Drükkerfußes 9 im Zusammenwirken mit dem in Richtung Einstechnadel 10 abgeschrägten
Nähmaschinentransporteur 13 bewirken nun beim weiteren Transport durch Nähmaschinennadel
und Nähmaschinentransporteur 13 das Schließen der kurvenförmigen Naht. Das Werkstück
2 bewegt sich in einem Kreisbogen um die Einstechnadel 10. Während des Kurvennähprozesses
wird durch das Wegdrehen des Werkstückes 2 der Signalgeber 20 wieder frei. Dabei
wird kein weiteres Signal ausgelöst. Das Kurvennähen wird so lange fortgesetzt,
bis das Werkstück 2 den Signalgeber 8 erneut abdeckt und den Luftstrahl ablenkt.
Dadurch wird ein nicht gezeigter Kontakt betätigt, der die Pneumatikzylinder 11
und 19 entlüftet und die Luftzufuhr zur Blasdüse 14 unterbricht. Das bewirkt das
Anheben der Einstechnadel 10 und das Absenken des Drückerfußes 9 in seine unterste
Lage sowie die Unterbrechung der Luftzufuhr zur Unterstützung der Drehbewegung.
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Nunmehr wird, bedingt durch den Transport durch Nähmaschinennadel
und Nähmaschinentransporteur 13 das Schließen der nachfolgenden geradlinigen Naht
vorgenommen (Lage 28). Dabei wird der Signalgeber 8 wieder frei, der allerdings
kein weiteres Signal auslöst. Durch das Freiwerden des Signalgebers 15 wird über
ein Zeitrelais ein Kontakt betätigt, der den Pneumatikzylinder des Stoffschiebers
16 mit Druckluft beaufschlagt, so daß das Reibelement 22 am Ende der Stange 21 das
Werkstück 2, das sich jetzt in der Lage 29 befindet, in Richtung Leerkettentrenner
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weiterschiebt. Damit kommt die Leerkette in den Bereich des Measere und wird somit
getrennt. Durch das gleiche Signal des Signalgebers 15, ebenfalls über ein Zeitrelais
verzögert, wird auch die Nähmaschine 1 abgeschaltet. Außerdem ist es möglich, durch
dieses Signal zusätzlich einen nicht gezeigten Stapler hinter der Näheinrichtung
anzusteuern.
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Sollen Werkstücke 2 anderer Konfiguration und Größe genäht werden,
so ist der Signalgeber 20 entsprechend der Länge der geraden zu schließenden Nähte
vorher von Hand einzustellen, ggf. müssen mehrere Signalgeber 20 zum Einsatz kommen.
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Ebenso wie der Signalgeber 20 ist auch die Einstechnadel 10 vorher
entsprechend dem Kurvenradius einzustellen. Auch hier müssen bei unterschiedlichen
Kurvenradien mehrere Einstechnadeln 10 zum Einsatz kommen.
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Außerdem sind auch der Signalgeber 8 in Abhängigkeit vom Hochlaufverhalten
der Nähmaschine und der Hub des Pneumatikzylinders 19 in Abhängigkeit von der Stoffdicke
vorher einzustellen.
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Die Erfindung ist einsetzbar zum Schließen von Nähten oder Umstechen
von Zuschnitteilen, wobei sich geradliniger und kurvenförmiger Nahtverlauf abwechseln.
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Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen 1 Nähmaschine 2 Werkstück
3 Nähgutauflage 4 Führungsanschläge 5 Düse 6 Öffnung 7 Strahlfangdüse 8 Signalgeber
9 Drückerfuß 10 Einstechnadel 11 Pneumatikzylinder 12 Führung 13 Nähmaschinentransporteur
14 Blasdüse 15 Signalgeber 16 Stoffschieber 17 Leerkettentrenner 18 Hebelgestänge
19 Pneumatikzylinder 20 Signalgeber 21 Stange 22 Reibelement 23 Führungsschlitze
24 Saugdüsen 25 Hubbegrenzer 26 Lage des Werkstückes 27 Lage des Werkstückes 28
Lage des Werkstückes 29 Lage des werkstückes