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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Aufnehmen flexibler, flächiger Werkstücke, insbesondere Stoffteile, von einer Unterlage mit einem an einer Halterung schwenkbar gelagerten und mittels einer Antriebseinrichtung schwenkbaren Träger für mindestens eine Nadel, die zumindest in einem vorderen Nadelabschnitt mindestens annähernd kreisbogenförmig um die Schwenkachse des Trägers gekrümmt ist, wobei der Träger relativ zu einer zur Auflage auf einem Werkstück bestimmten Auflagefläche der Halterung derart angeordnet ist, daß sich die Nadelspitze in einer Ruhestellung oberhalb der Auflagefläche befindet und bei einer Verschwenkung des Trägers auf einer die Auflagefläche schneidenden kreisförmigen Bewegungsbahn durch eine Durchbrechung in der Auflagefläche hindurchtritt.
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Das automatische Aufnehmen von Stoffteilen von einer Unterlage bereitet erhebliche Schwierigkeiten, da Stoffteile beispielsweise wegen ihrer Luftdurchlässigkeit nicht mit einem Saugheber aufgenommen werden können, wie dies für andere Werkstoffe möglich ist. Es ist bereits eine Vorrichtung zum Aufnehmen eines einzelnen Stoffteiles von einer festen Unterlage wie beispielsweise einem Tisch bekannt, bei der mehrere gegenläufig geneigte Nadeln an der Halterung in einem Abstand voneinander derart angeordnet sind, daß sie beim Übergang von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung divergieren. Nach dem Aufsetzten der Halterung mit der Auflagefläche auf das Stoffteil kann dieses aufgenommen werden, da es von den divergierenden Nadeln nicht herunterfallen kann.
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Der Gebrauch der Anordnung setzt voraus, daß das Stoffteil auf einer weichen Unterlage liegt, in welche die Nadeln beim Aufnehmen des Stoffteiles eindringen können. Diese Vorrichtung ist nicht dazu geeignet, einzelne Stoffteile von einem Stapel aufzunehmen, da die Nadeln beim Einstechen in das obere Stoffteil auch in die darunterliegenden Stoffteile eindringen würden, so daß es praktisch unmöglich ist, ein einzelnes Stoffteil von dem Stapel abzunehmen.
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Zur Überwindung dieser Schwierigkeit wurde in der DE-AS 26 11 739 bereits eine Vorrichtung der eingangs genannten Art vorgeschlagen. Bei der dort beschriebenen Ausführungsform steht der gekrümmte Nadelabschnitt vollkommen frei vom Träger ab. Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß es bei dieser Ausführungsform nicht möglich ist, bei aufeinander gestapelten Stoffteilen beliebiger Stärke jeweils nur das oberste Stoffteil mit der Greifernadel zu erfassen. Bei relativ dicken Stoffteilen bereitet dies in der Regel keine Schwierigkeiten. Bei sehr dünnen Stoffteilen besteht jedoch die Gefahr, daß sich vor der Spitze der sich bewegenden Nadel eine kleine Stoffwelle bildet, die in die Durchbrechung der Auflagefläche hineinragt, so daß die Nadel im Bereich der Stoffwelle das oberste Stoffteil völlig durchsticht und auch das darunterliegende Stoffteil mit erfaßt. Aus diesem Grunde war es bisher auch nicht möglich, die aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen zum Abnehmen von Stoffteilen beliebiger Stärke von einem Stapel einzusetzen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß auch bei sehr dünnen Werkstücken sichergestellt ist, daß nur das oberste Werkstück eines Werkstückstapels von der Nadel erfaßt wird.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Träger mit einem Werkstückniederhalter verbunden ist, der in einem geringeren Abstand - in Bewegungsrichtung der Nadel betrachtet - vor der Nadelspitze liegt und dessen Endfläche die Bewegungsbahn der Nadel berührt.
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Wird die Auflagefläche der Halterung auf das aufzunehmende Werkstück aufgesetzt, so drückt der Werkstückniederhalter auf das aufzunehmende Werkstück und verhindert im Bereich der Durchbrechung in der Auflagefläche die Bildung einer vor der Spitze der Nadel liegenden Welle des Werkstückes. Wird die Nadel nun in ihre Arbeitsstellung verstellt, so streicht der Werkstückniederhalter bei dieser Bewegung das Werkstück glatt, so daß die Nadel nur oberflächlich in das Werkstück eindringen kann und nach der Eintrittsseite wieder aus dem Material heraustritt. Es hat sich gezeigt, daß mit dieser Vorrichtung auch sehr dünne Stoffteile beliebiger Qualität einwandfrei von einem Stapel abgenommen werden können, ohne daß die Gefahr besteht, daß zwei oder mehr Stoffteile gleichzeitig aufgenommen werden. Die Nadel und/oder der Werkstückniederhalter können in Bewegungsrichtung der Nadel relativ zueinander verstellbar sein.
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Vorzugsweise ist der Nadelträger von einer in einem Gehäuse drehbar gelagerten Kreisscheibe gebildet, die eine Umfangsnut zur Aufnahme der Nadel sowie einen abgeflachten Umfangsabschnitt aufweist, der sich über einen geringfügig größeren Winkelabschnitt als der zum Eindringen in das Werkstück bestimmte gekrümmte Nadelabschnitt erstreckt. Ein solcher Nadelträger ist sehr einfach herzustellen. Die Nadel kann in der Umfangsnut der Kreisscheibe auf einfache Weise auch so festgehalten werden, daß sie in Umfangsrichtung der Kreisscheibe verstellbar ist. Der Werkstückniederhalter kann in dem vorliegenden Falle von dem Nocken oder der Ecke gebildet sein, die sich an dem Übergang zwischen dem Kreisumfang und dem abgeflachten Scheibenabschnitt ergibt.
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Die folgende Beschreibung erläutert in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen. Darin zeigt:
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Fig. 1 einen teilweise schematischen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung senkrecht zur Drehachse der Nadel mit der Nadel in ihrer Ruhestellung,
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Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht mit der Nadel in ihrer Arbeitsstellung,
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Fig. 3 eine Rückansicht der in den Fig. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung,
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Fig. 4 einen Schnitt längs Linie IV-IV in Fig. 2,
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Fig. 5 einen der Fig. 4 entsprechenden Schnitt durch eine zweite Ausführungsform der Erfindung mit zwei gegenläufig verstellbaren Nadeln und
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Fig. 6 eine Anordnung zum Aufnehmen größerer Werkstücke unter Verwendung mehrerer Vorrichtungen der in den Fig. 1 bis 4 beschriebenen Art.
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Die in den Fig. 1 bis 4 dargestellte, allgemein mit 10 bezeichnete Vorrichtung dient zum Aufnehmen jeweils des obersten Stoffteiles von einem Stoffteilstapel. Sie umfaßt ein blockförmiges Gehäuse 12 in Form eines flachen Quaders mit einer flachen zylindrischen Aussparung 14, deren Achse 16 senkrecht zu den großen Seitenflächen 18 des Gehäuses 12 gerichtet ist. Die Aussparung 14 ist in dem Gehäuse 12 derart ausgebildet, daß ihre Umfangsfläche eine parallel zur Achse 16 verlaufende Kantfläche 20 unter Bildung einer Öffnung 22 schneidet.
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In der zylindrischen Aussparung 14 ist eine Kreisscheibe 24 um die Achse 16 drehbar gelagert. Die Kreisscheibe 24 weist einen abgeflachten Umfangsabschnitt 26 auf, der in den Fig. 1 und 2 der Einfachheit halber als Kreissehne dargestellt ist, jedoch nicht unbedingt geradlinig verlaufen muß. Ferner ist die Kreisscheibe 24 mit einer Umfangsnut 28 versehen (Fig. 4) in der eine kreisbogenförmig gekrümmte Nadel 30 durch nicht dargestellte Mittel derart gehalten ist, daß sie mit einem sich an die Nadelspitze 32 anschließenden vorderen gekrümmten Nadelabschnitt über den größten Teil des abgeflachten Umfangsabschnittes 26 der Kreisscheibe 24 erstreckt, wie die in den Fig. 1 und 2 zu erkennen ist. Die Nadel 30 kann fest oder auch in Richtung des Doppelpfeiles B in Fig. 1 verstellbar mit der Kreisscheibe 24 verbunden sein, die einen Nadelträger bildet.
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An der Kantfläche 20 des Gehäuses 12 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel mit Hilfe von Schrauben 34 eine Platte 36 befestigt, die im Bereich der Öffnung 22 einen schmalen Schlitz 38 aufweist, durch den die Nadel 30 mit ihrem vorderen gekrümmten Abschnitt hindurchtreten kann, wie dies in Fig. 4 erkennbar ist.
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Wie man in den Fig. 3 und 4 erkennt, ist die Kreisscheibe 24 in dem Gehäuse 12 mit Hilfe eines Zapfens 40 gelagert, der im vorliegenden Ausführungsbeispiel einstückig mit der Kreisscheibe 24 verbunden ist. Das freie Ende des Zapfens 40 ragt in eine weitere Aussparung 42 des Gehäuses 12, die nach der der Aussparung 14 entgegengesetzten Seite 18 des Gehäuses 12 hin offen ist. Der Zapfen 40 ist mit einem radial gerichteten Hebel 44 verbunden, der mittels einer Zugfeder 46 in Fig. 3 entgegen dem Uhrzeigersinn gegen einen Anschlag 48 gespannt wird. An dem Gehäuse 12 ist ferner ein Druckluftzylinder 50 befestigt, dessen Kolbenstange 52 durch eine nicht dargestellte Gehäusebohrung in die Aussparung 42 des Gehäuses 12 hineinragt und mit ihrem freien Ende an dem Hebel 44 angreift. Beim Ausfahren der Kolbenstange 52 wird der Hebel 44 in der Fig. 3 im Uhrzeigersinn verschwenkt, wodurch die Kreisscheibe 24 um die Achse 16 gedreht und die Nadel 30 dabei von ihrer in der Fig. 1 dargestellten Ruhestellung in die in der Fig. 2 dargestellte Arbeitsstellung überführt wird. Liegt bei diesem Stellvorgang die Vorrichtung 10 mit der freien Auflagefläche 54 der Platte 36 auf dem obersten Stoffteil 56 eines Teilestapels 57 auf, so sticht die Nadel 30 beim Übergang von der Ruhestellung in die Arbeitsstellung zumindest oberflächlich in das Stoffteil ein, wobei die Nadelspitze 32 bei Erreichen ihrer Endstellung nach der gleichen Stoffseite wieder aus dem Stoffteil austritt. Da die Nadelspitze 32 in der Arbeitsstellung wieder innerhalb des Gehäuses 12 liegt (Fig. 2) und die quer zur Bewegungsbahn der Nadel 30 gerichteten Ränder des Schlitzes 38 dicht an der Bewegungsbahn der Nadel 30 liegen, kann das Stoffteil 56 nicht von der Nadel 30 herabgleiten. In der in der Fig. 2 dargestellten Stellung kann nun das Stoffteil 56 mit Hilfe der Vorrichtung 10 aufgenommen und beliebig weit zu einer Ablagefläche transportiert werden, wo das Stoffteil freigegeben wird, indem die Kreisscheibe 24 und damit die Nadel 30 nach dem Belüften des Druckluftzylinders 50 unter der Wirkung der Feder 46 in die in der Fig. 1 dargestellten Ruhestellung zurückkehrt. Man erkennt dabei aus dem Vergleich der Fig. 1 und 2 ohne weiteres, daß das Stoffteil 56 bei Rückkehr der Nadel 30 in deren Ruhestellung von dieser abgestreift wird, so daß sichergestellt ist, daß das Stoffteil 56 nicht an der Nadel 30 hängenbleiben kann.
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Wie man in den Fig. 1 bis 4 erkennt, tritt die Nadel 30 beim Übergang von ihrer Ruhestellung in ihre Arbeitsstellung geringfügig aus dem Schlitz 38 heraus, so daß sie die von der freien Seite der Platte 36 gebildete Auflagefläche 54 überragt. Das Maß, um das die Nadel 30 in der Arbeitsstellung über die Auflagefläche 54 hinausragt, richtet sich vor allem nach der Stärke des aufzunehmenden Stoffteiles. Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß mit ein und derselben Einstellung der Nadel 30 relativ zur Auflagefläche 54 Stoffteile mit unterschiedlicher Qualität und Stärke aufgenommen werden können, ohne daß einerseits die Gefahr besteht, daß zwei oder mehr Stoffteile gleichzeitig durchstochen werden oder daß andererseits das Stoffteil nicht zuverlässig von der Nadel erfaßt werden kann. Sollte dennoch eine Änderung der Einstellung gewünscht werden, so kann dies auf einfache Weise durch das Anschrauben einer anderen Platte 36 mit einer unterschiedlichen Stärke an der Kantfläche 20 vorgenommen werden.
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Wie man in Fig. 1 deutlich erkennen kann, wird das Stoffteil 56 beim Aufsetzen der Vorrichtung 10 auf den Stapel 57 im Bereich des Schlitzes 38 durch die Kreisscheibe 24 niedergedrückt. Der in einem geringen Abstand vor der Nadelspitze 32 liegende Übergangsbereich 59 zwischen dem Kreisscheibenumfang und dem abgeflachten Abschnitt 26 wirkt dabei als Niederhalter, der beim Verstellen der Nadel 30 von ihrer Ruhestellung in ihre Arbeitsstellung die Stoffoberfläche vor der Nadelspitze glattstreicht und verhindert, daß sich durch das feste Aufdrücken der Vorrichtung 10 auf den Stapel 57 im Bereich des Schlitzes 38 eine mehrere Stofflagen umfassende Welle bilden und in den Schlitz 38 eindringen kann. Wäre dies der Fall, könnte die Nadel 30 mehrere Stofflagen durchstechen mit der Folge, daß dann mehrere Stoffteile gleichzeitig vom Stapel 57 abgenommen würden. Der Abstand zwischen der Nadelspitze 32 und dem Übergangsbereich 59 ist so bemessen, daß sich gerade genügend Material des aufzunehmenden Stoffteiles 56 in diese Lücke schieben kann, um von der Nadel 30 erfaßt zu werden. Durch eine Verstellung der Nadel 30 in Richtung des Doppelpfeiles B kann dieser Abstand gegebenenfalls an die Qualität und die Stärke des Stoffteiles angepaßt werden.
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Es ist ohne weiteres ersichtlich, daß zur Erhöhung der Sicherheit beim Aufnehmen von größeren Stoffteilen auch Kreisscheiben oder Nadelhalter für mehrere Nadeln 30 vorgesehen sein können, die in axial nebeneinander liegenden Nuten 28 angeordnet sind. Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem in einem Gehäuse 12&min; zwei Kreisscheiben 24&min; koaxial zueinander angeordnet sind, die jeweils eine Nadel 30&min; tragen. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß die Kreisscheiben 24&min; jeweils mit Hilfe eines Druckluftzylinders 50&min; in entgegengesetzten Drehrichtungen um eine Achse 16&min; verstellbar sind, so daß sich die Nadel 30&min; zangenartig aufeinander zubewegen oder voneinander wegbewegen. Die Kopplung der Druckluftkolben 50&min; mit den Kreisscheiben 24&min; erfolgt dabei in der anhand der Fig. 3 und 4 beschriebenen Weise.
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Zum Aufnehmen großer Stoffteile von einem Stapel können mehrere der in den Fig. 1 bis 4 bzw. in der Fig. 5 beschriebenen Vorrichtung 10 bzw. 10&min; in beliebiger Anordnung an einem entsprechenden Trägerrahmen 58 befestigt werden. Dabei können auch die Kreisscheiben 24 mehrerer koaxial zueinander angeordneter Vorrichtungen 10 durch eine gemeinsame Welle 60 miteinander verbunden werden, so daß ein einziger Druckluftzylinder 50 genügt, um die Kreisscheiben 24 der miteinander gekoppelten Vorrichtungen synchron zu verstellen, wie dies in der Fig. 6 schematisch angedeutet ist.