DE3316883A1 - Verfahren zum herstellen von huellen, insbesondere von kleidungsstuecken - Google Patents

Verfahren zum herstellen von huellen, insbesondere von kleidungsstuecken

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Description

DR. ING. HANS L'LCH^I · ΟΙΡΐ.-ΙΝΌ. FfEINER LICHTI ', DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT
PATENTANWÄLTE
j I
, P-7500 KARLSRUHE 41(GROTZ INGEN) · DUR LACHER STR. 31 (HOCHHAUS)
TELEFON (07521) 48511
■5:
Gerber Scientific, Inc.
83 Gerber Road 6818/83
South Windsor, Connecticut 06074/USA 06.Mai 1983
Verfahren zum Herstellen von Hüllen, insbesondere von Kleidungsstücken
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Hülle für ein Objekt, wie einen Gegenstand, auch zum Herstellen von Kleidungsstücken für Personen, wie Arbeitskleidung oder dergleichen.
Die Erfindung betrifft also die Herstellung eines Kleidungsstücks bzw. zunächst von Einzelteilen für ein Kleidungsstück.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Hüllen oder Kleidungsstücken ausgehend von dem zu umhüllenden Objekt,wie also auch einer Peson, zu schaffen,wobei das zu schaffende , Kleidungsstück insbesondere aus weniger Einzelteilen bestehen soll, als dies bisher der Fall war.
Die genannte Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß dreidimensionale Einzeletücke für die Hülle geformt und anschließend miteinander zur fertigen Hülle oder zum fertigen Kleidungsstück verbunden werden.
Die Verbindung der zwar dreidimensional vorgeformten aber dennoch insbesondere flexiblen Einzelteile kann je nach Material durch Nähen oder auch durch Verschweißen jeglicher Art erfolgen.
Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht die folgenden Merkmale vor:
a) das Objekt, dem eine Hülle oder ein Kleidungsstück angepaßt werden soll, wird in der Nähe eines Roboters mit einem Manipulatorarm platziert.
b) Der Manipulatorarm wird mit einem Näherungskühler versehen, der einen Wandler aufweist, der einem angeschlossenen Rechner ein Signal überträgt, wenn der Kühler dem zu bekleidenden Objekt sehr nahe ist.
c) Der Manipulatorarm bewegt den Fühler entsprechend einem vorgegebenen Muster nach der Vorgabe eines vorprogrammierten Rechners, wobei in einem Speicher des Rechners digitale Daten aufgenommen werden, die der dreidimensionalen Form des Objekts in einem vor- -· bestimmten Bereich entsprechen.
d) Es wird ein Werkstückpflock in der Nachbarschaft eines zweiten Manipulatorarms angeordnet, der von einem Rechner steuerbar ist, der wiederum im Stande ist, die die dreidimensionale Form des Objekts definierenden Daten zu verarbeiten.
e) Am zweiten Manipulatorarm wird ein Bearbeitungswerkzeug für das Werkstück angeordnet.
f) Das Werkstück wird derart bearbeitet, daß es eine dreidimensbnale Fläche enthält, die der dreidimensionalen Form des Objekts entspricht
Λ.
g) Ein Kunststoff teil wird in einer Form geformt, die der dreidimensionalen Fläche entspricht, um so ein Einzelteil für ein Kleidungsstück oder eine Hülle zu schaffen.
Die Erfindung befaßt sich insofern insbesondere auch mit der Herstellung der erforderlichen Form,ausgehend von einem Objekt, wie einen Gegenstand oder einer Person, denen eine Hülle oder ein Kleidungsstück angepaßt werden sollen.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird also zunächst erreicht, daß bisher übliche zwei dimensional e Einzelteile für ein Kleidungsstück, die anschließend zu einem Kleidungsstück zusammengefügt, insbesondere zusammengenäht werden, von vornherein durch Einzelteile ersetzt werden, die selbst schon eine dreidimensionale Form aufweisen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise zunächst die Reduzierung der notwendigen Einzelteile erreicht. Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondereansetzbar bei der Herstellung von Arbeits- oder Schutzkleidung, vorallem aus Kunststoff materialien, wie Folien od.dgl., die eine gewisse Steifigkeit aufweisen, was bei bisherigen Kleidungsstücken mit ebenen Einzelteilen aus Bahnen Nachteile, wie mangelnden Tragekomfort, ein Knittern od.dgl. aufwiesen. Dem gegenüber wird erfindungsgemäß ein Einzelteil gleich in dreidimensionaler Form an den Körper einer Person angepaßt, wodurch ein glatteres Fallen und ein höherer Tragekomfort erreicht wird, da die bisher übliche Anpassung des zwei dimensional en Einzelteils eines Kleidungsstücks an die Körperform des dreidimensionalen Benutzers mit den hiermit verbundenen Problemen entfällt. Die erfindungsgemäß geschaffenen Einzelteile sind von vornherein dreidimensional ausgebildet, zeigen also dreidimensionale Flächen. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zunächst ein Roboter manipulator mit Beweglichkeit in mehreren Richtungen bzw. um mehrere Achsen derart programmiert, daß er einen Sensor, der mit einem Umformer verbunden ist, über die Fläche eines Objekts führt, der ein Einzelteil oder Abschnittanes Kleidungsstücks angepaßt werden soll. Hiedurch werden die dreidimensionalen Umfangsdaten im Speicher eines Digitalrechners aufgenommen. Ein zweiter Roboter manipulator
■l·
weist ein Schneidwerkzeug auf, welches zur Bearbeitung in Kontakt mit einem Block aus geeignetem Material gebracht wird. Hierdurch wird entweder die Wiedergabe der abgetasteten Fläche oder deren negatives aus dem Block herausgearbeitet, so daß dieser eine durch die gespeicherten Daten bestimmte dreidimensionale Form erhält. Dieser bearbeitete Block wird entweder selbst als Form benutzt, oder dazu verwendet, eine geeignete Form, in der ein dreidimensionales Einzelteil für eine Hülle oder ein Kleidungsstück unter geeigneten Temperatur- und Druckbedingungen hergestellt werden kann, zu schaffen, es wird also eine rechnererzeugte Form für die Herstellung dreidimensionaler Einzelteile von Kleidungsstücken geschaffen. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, daß auf das Kunststoffmaterial in der Form ein weiteres Material aufgebracht wird, um dem herzustellenden Einzelteil ein oder mehrere physikalische Eigenschaften zu verIei hen, die das Kunststoffmaterial selbst nicht aufweist. Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens werden mehrere Einzelteile für ein Kleidungsstück in der erläuterten Weise hergestellt. Diese Einzelteile werden miteinander verbunden, beispielsweise durch herkömmliches (Wärme-) Verschweißen oder durch Ultraschallschweißen, um so das gesamte Kleidungsstück aus weniger Einzelteilen herzustellen, als dies heute der Fall ist, wo zweidimensional Einzelteile von der Bekleidungsindustrie verwendet werden, die mittels herkömmlicher Schneid-, Markierungs-, Sortier- sowie automatischer und halbautomatischer Nähmaschinen hergestellt werden.
Weitere Vorteil e und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die Zeichnungen im einzelnen erläutert ist. Dabei zeigt:
Figur 1 eine schematische Darstellung zum erfindungsgemäßen Verfahren zur Abtastung der dreidimensionalen Fläche des linken vorderen Bereichs des Oberkörpers einer Person,
wodurch Daten gewonnen werden, um eine Form der gleichen dreidimensionalen Gestaltung zu bilden; und
Figur 2 ein Flußdiagramm zum Formen eines Kleidungsstücks oder einer Hülle aus Einzelteilen, die in verschiedenen Formen gebildet sind, die alle aufgrund des Vorgehens gemäß der Figur 1 geschaffen wurden.
Aus der Figur 1 ist ersichtlich, daß eine Person oder ein anderes Objekt, dem ein Bekleidungsstück oder eine Hülle angepaßt werden soll, so hingestellt oder angeordnet wird, daß ein Fühler oder Näherungswandler 10, der an einem Manipulatorarm 12 eines Roboters angeordnet ist, so durch einen Computer 14 programmiert werden kann, daß er den interessierenden Flächenbereich A des zu untersuchenden Objekts abfährt. Hierdurch können dann dreidimensionale Daten erzeugt werden, die den Verlauf der Fläche A bestimmen. In der US-PS 4 163B3 ist eine mögliche Art eines Roboters beschrieben, der geeignet ist die Position eines Stiftes oder Werkzeugs zu erfühlen. Solch eine Vorrichtung ist dazu ausgestaltet die notwendigen Positionsdaten für den Speicher eines herkömmlichen Rechners zu liefern, der selbstverständlich in geeigneter Weise vorprogrammiert ist, um den Bereich A in einem "Lernvorgang"vor der Erzeugung der tatsächlichen Daten der jeweiligen Fläche abzufahren, wie dies in der genannten Patentschrift ausgeführt ist. Die vorgenannte Patentschrift wird daher ebenso wie die US-PS 4 338 672 zum Gegenstand der vorliegenden Offenbarung gemacht. Es können aber auch andere Arten von Roboter- oder Manipulatorensteuerungssystemen eingesetzt werden, um die digitalen Daten zu erzeugen, die die jeweilige Kontur oder Form im Speicher eines Rechners zum späteren Abruf festlegen. Soweit es gewünscht ist, kann der Manipulator 12 Umformer aufweisen, die mit einem Arm verbunden sind, um unter einer vorprogrammierten Kraft elastisch anzuliegen, ohne die gespeicherten Daten zu löschen. Hinsichtlich eines solchen redundanten Abtastsystems wird auf
die US-PS 4 076 131 verwiesen.
Der oben erwähnte Rechner 14 oder vorzugsweise auch eine andere Einheit 16, die vorzugsweise mit dem ersten Rechner verbunden ist, ist dazu vorgesehen, daß sie die Daten, die den dreidimensionalen Flächenbereich A bestimmen, empfängt oder aufnimmt und hiernach einen zweiten Manipulatorarm eines Roboters 18 steuert. Derart wird ein Schneidwerkzeug 20 unter der Steuerung des Rechners 16 vorbewegt, daß es einen Block oder ein Werkstück W bearbeitet und entweder ein positives oder ein negatives Bild der Fläche A formt. Wenn der Block W aus geeignetem Material ist, um für Formungszwecke verwendet zu werden, kann die so gewonnene Oberfläche direkt als Form eingesetzt werden. Alternativ kann der ausgeformte Block W verwendet werden, um eine geeignete Form zu schaffen, wenn ein Zwischenschritt oder Zwischenstücke aus irgendeinem Grunde erforderlich sind.
Nachdem eine Form so hergestellt wurde, liegt der nächste Schritt oder die nächste Verfahrensstufe darin, daß synthetisches Kunststoffmaterial entweder von Hand oder automatisch in die Form eingebracht wird. Dies kann durch Einspritzen oder Injizieren erfolgen, wenn die Form eine zweiteilige ist. Um die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens optimal zu nutzen, wird vorgesehen, wenigstens eine Lage eines synthetischen Stoffes oder sonstigen synthetischen Flächengebildes, wie einer Folie od.dgl. in die Form einzulegen und ggfls. Fasern, Fäden oder flockiges Material sowie ebenfalls ggfls., aber nicht notwendigerweise eine weitere Lage eines Stoffes oder einer Folie aufzulegen. Anschließend wird die erforderliche Temperatur und der erforderliche Druck in der Form erzeugt, um das dreidimensionale Einzelteil herzustellen. Wie in Figur 1 angegeben ist, schließen die gesamten Abmessungen des Teils Kantenberiche a, b, c, d und e ein, die Randbereche bilden, um so die Verbindung mehrerer Einzelteile der mit A in der Figur 1 dargestellten Art zu erleichtern,'um eine Hülle aus
» e K
diesen geformten Einzelteilen zu schaffen.
Wenn es gewünscht ist, kann das Kunststoff material bestrahlt werden, um ihm ein Gedächtnis oder einen "Sitz" derart zu geben, daß die Hülle nach Benutzung durch einen Träger oder einen Benutzer zu einer vorbestimmten Form zurückkehrt. Das zur Herstellung der nach der Erfindung geformten Einzelteile verwendete Material kann elektrischleitende Fäden aufweisen, die in einem vorbestimmten Muster angeordnet sind, um bestimmte Funktion auszuführen. Beispielsweise können implantierte Herzschrittmacher, Insulinpumpen und künstliche Organe durch die sich ergebende Abschirmung und Isolierung gegen elektromagnet ische Störfelder, die heutzutage fast überall vorhanden sind, geschützt werden. Solche Metallfaden können auch beim Herstellungsverfahren der Fig. 2 einen Schritt des Elektroplatzierens erleichtern, falls ein Präganoder sonstiges Platzieren von bestimmten Bereichen der fertigen Hülle gewünscht wird. Solch eine Metallgrundlage kann beispielsweise bei der Herstellung von Arbeitskleidung für mehr Nachsicherheit luminiszierend ausgebildet sein. Die Eigenschaften des Kleidungsstücks oder der Hülle hinsichtlich Isolation und Feuchtigkeitsaufnahme können im Hinblick auf den Verwendungszweck des Kleidungsstücks oder der Hülle in geeigneter Weise variiert werden.
Der Umstand, daß Kunststoff mit einem Gedächtnis oder einem festen "Sitz" versehen werden kann,erlaubt es, das Bekleidungsstück individuell der Form des Benutzers anzupassen. Nach Formen der verschiedenen Einzelteile, die wie oben beschrieben hergestellt werden, kann das fertige Kleidungsstück bzw. die fertiggestellte Hülle der Hitze oder Strahlung ausgesetzt werden, die notwendig ist, um dem fertigen Kleidungsstück seinen permanenten Sitz zu geben, damit es seine Abmessungen immer beibehält. Die Anpassung an verschiedene Körperformen kann durch eine einstellbare
—8—
Form ereicht werden, die bewegliche Segmente aufweist, um Standard^ größen zu simulieren. Computergesteuerte Vorrichtungen bewegen die einzelnen Segmente hierzu. Wenn diese Ausgestaltung in Verbindung mit dem erfindungsgemäßen Vorgehen verwendet wird, kann der Schritt zum Festlegen der Form des Einzelteils, wie er in der Fig. 2 ausgeführt ist, forgelassen werden und stattdessen ein entsprechendes Vorgehen, wie es oben beschrieben wurde, als letzter Schritt durchgeführt werden.
-/IS-
L e e r s e i t e

Claims (10)

DR. INC. HANS LICKTl *· Dl PL.TNG. HETNER LICHTI DIPL.-PHYS. DR. JOST LEMPERT PATENTANWÄLTE D-7500 KARLSRUHE 41 (CRÖTZINCEN) · DURLACHER STR. 31 (HOCHHAUS) TELEFON (0721) 48511 Gerber Scientific, Inc. 06. Mai 1983 83 Gerber Road South Windsor, Connecticut 06074 6818/83 PA TENTANSPRÜCHE
1. Verfahren zum Herstellen eine* Hülle für ein Objekt, wie einen Gegenstand, auch zum Herstellen von Kleidungsstücken für Personen , wie Arbeitskleidung od.dgl., dadurch gekennzeichnet, daß dreidimensionale Einzelstücke für die Hülle geformt und anschließend miteinander zur fertigen Hülle oder zum fertigen Kleidungsstück verbunden werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile miteinander vernäht werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die verschweißbaren Einzelteile miteinander verschweißt werden.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:
a) das Objekt, dem eine Hülle oder ein Kleidungsstück angepaßt werden soll, wird in der Nähe eines Roboters mit einem Manipulatorarm platziert.
b) Der Manipulatorarm wird mit einem Näherungskühler versehen, der einen Wandler aufweist, der einem angeschlossenen Rechner ein Signal überträgt, wenn der Kühler dem zu bekleidenden Objekt sehr nahe ist.
c) Der Manipulatorarm bewegt den Fühler entsprechend einem vorgegebenen Muster nach der Vorgabe eines vorprogrammierten Rechners, wobei in einem Speicher des Rechners digitale Daten aufgenommen werden, die der dreidimensionalen Form des Objekts in einem vorbestimmten Bereich entsprechen.
d) Es wird ein'Werkstückpflock i η der Nachbarschaft eines zweiten Manipulatorarms angeordnet, der von einem Rechner steuerbar ist, der wiederum im Stande ist die die dreidimensionale Form des Objekts definierenden Daten zu verarbeiten.
e) Am zweiten Manipulatorarm wird ein Bearbeitungswerkzeug für das Werkstück angeordnet.
f) Das Werkstück wird derart bearbeitet, daß es eine dreidimensionale Fläche enthält, die der dreidimensionalen
♦ * * Λ ■* *
■ft*
Form des Objekts entspricht.
. g) Ein Kunststoffteil wird in einer Form geformt, die
der dreidimensionalen Fläche entspricht, um so ein Einzelteil für ein Kleidungsstück oder eine Hülle zu schaffen.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß auf Kunststoffmaterial vor oder bei der Formung ein weiteres Material aufgebracht wi rd, um dem herzustellenden Einzelteil eine oder mehrere physikalische Eigenschaften zu verleihen, die das Kunststoff material selbst nicht aufweist.
6* Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
das Kunststoffmaterial vor der Formung mit Flocken versehen wird.
7. Verfahren zum Herstellen einer Hülle für ein Objekt, wie einen
Gegenstand, insbesondere aber auch zum Herstellen von Kleidungsstücken für Personen, wie Arbeitskleidung od.dgl. gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:
a) Es wird eine dreidimensionale Datenbank geschaffen, die einen Gegenstand oder eine Person beschreibende Daten, dem oder der ein Kleidungsstück angepaßt werden soll, aufnimmt.
b) Die Daten werden in einem Rechner verarbeitet, der programmiert wurde, um ein Werkstück-Bearbeitungswerkzeug zu steuern.
c) Ein Werkstück wird bearbeitet, so daß es eine dreidimensionale Fläche erhält, die einen vorbestimmten Bereich des Gegenstandes oder der Person entspricht; und
d) die Form eines Teils eines Kleidungsstücks unter Verwendung des hergestellten Werkstücks.
8. Verfahren nach Anspruch 6j dadurch gekennzeichnet, daß die Schritte b und c zur Herstellung mehrerer ausgeformter Werkstücke wiederholt werden und daß aus jedem Werkstück wenigstens ein Einzelteil für ein Kleidungsstück gebildet wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8; dadurch gekennzeichnet, daß die Einzelteile zusammengefügt werden, um ein vollständiges Kleidungsstück oder die Vorstufe zu einem Kleidungsstück zu
schaffen. !
10. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoff material in das ausgeformte Werkstück eingebracht wird, um das geformte Einzelteil für ein Kleidungsstück herzustellen und auf das Kunststoffmaterial weiteres Material, insbesondere in flockiger Form, aufgebracht wird, um dem Einzelteil für ein Kleidungsstück eine oder mehrere physikalische Eigenschaften zu verleihen, die das Kunststoffmaterial nicht selbst aufweist.
DE19833316883 1982-10-25 1983-05-07 Verfahren zum herstellen von huellen, insbesondere von kleidungsstuecken Granted DE3316883A1 (de)

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