DE3914913A1 - Werkstueck-positioniereinrichtung, insbesondere fuer naehmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Werkstück-Positioniereinrichtung, insbesondere für Nähmaschinen mit einem relativ zu der Näh­ maschine in einer x-/y-Ebene bewegbaren Werkstückhalter und einer Antriebseinrichtung zum Bewegen des Werkstückhalters in der x-/y-Ebene.

Eine solche Werkstück-Positioniereinrichtung ist z. B. aus der DE-PS 25 33 595 bekannt. Bei dieser Positioniereinrich­ tung besteht der Werkstückhalter aus einem zweiteiligen ge­ schlossenen Rahmen, der an einer Seite mit einer Antriebs­ einrichtung zum Bewegen des Werkstückhalters in der x-/y- Ebene verbunden ist. Das Werkstück ist zwischen die beiden Teile des Rahmens klemmbar. Das Werkstück kann zwar innerhalb des Rahmens ungehindert rundum genäht werden, der Durchmesser der Naht ist jedoch durch die Größe der von dem Rahmen um­ grenzten Öffnung auf ein bestimmtes Maß begrenzt. Außerhalb des Rahmens kann das Werkstück nur in dem Bereich genäht wer­ den, der nicht von dem Verbindungsteil zwischen dem Rahmen und der Antriebseinrichtung unterbrochen ist. Eine Rundumnaht außerhalb des Rahmens ist infolgedessen nur möglich, wenn das Werkstück relativ zu dem Rahmen verschoben wird, bis alle außerhalb des Rahmens liegenden Bereiche des Werkstücks für die Nadel zugänglich sind.

Eine gattungsgemäße Werkstück-Positioniereinrichtung ist auch aus der US-PS 37 42 879 bekannt. Bei dieser Werkstück-Posi­ tioniereinrichtung besteht der Werkstückhalter aus zwei Klemmleisten, zwischen denen das Werkstück einklemmbar ist. Die beiden Klemmleisten sind über ein Verbindungsteil mit einer Antriebseinrichtung zum Bewegen des Werkstückhalters in der x-/y-Ebene verbunden. Auch bei dieser Werkstück- Positioniereinrichtung ist ein Rundumnähen des Werkstücks ohne Verschiebung des Werkstücks relativ zum Werkstückhalter nicht möglich, da in dem Bereich nicht genäht werden kann, in dem das Verbindungsstück zwischen dem Werkstückhalter und der Antriebseinrichtung verläuft.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die gattungsgemäße Werkstück-Positioniereinrichtung so auszubilden, daß ein Werk­ stück ohne Unterbrechung rundum genäht werden kann.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird dadurch ge­ löst, daß der Werkstückhalter zwei übereinanderlegbare Platten­ teile aufweist, zwischen denen das Werkstück einklemmbar ist, daß das untere Plattenteil auf einem Kugelrollentisch abge­ stützt ist und daß die Antriebseinrichtung eine in die x- und y-Richtung bewegbare Spreizvorrichtung aufweist, die ein Fuß­ teil hat, das senkrecht zur x-/y-Ebene an die Oberseite des oberen Plattenteils andrückbar ist, und die ein Kopfteil hat, das an einem Schlitten in der einen Koordinatenrichtung ver­ fahrbar gelagert ist, der an einer Führungseinrichtung in der anderen Koordinatenrichtung verfahrbar gelagert ist.

Bei der erfindungsgemäßen Werkstück-Positioniereinrichtung ist das Werkstück zwischen die beiden Plattenteile des Werkstück­ halters so einklemmbar, daß der umlaufende Rand aus dem Werk­ stückhalter vorsteht. Da der Werkstückhalter mit der Antriebs­ einrichtung über die senkrecht auf der Oberseite des oberen Plattenteils angreifenden Spreizvorrichtung verbunden ist, ist der aus dem Werkstückhalter vorstehende Rand des Werkstucks ununterbrochen für die Nadel zugänglich, so daß das Werkstück rundum genäht werden kann, ohne daß eine Verschiebung des Werkstücks relativ zu dem Werkstückhalter erforderlich ist.

Vorzugsweise ist zumindest das Fußteil der Spreizvorrichtung um eine zu der x-/y-Ebene senkrechte z-Achse drehbar und ist eine Antriebseinrichtung zum Drehen des Fußteils um die z-Achse vorgesehen.

Durch die Möglichkeit der Drehung des Werkstückhalters um die z-Achse zusätzlich zu der Verschiebbarkeit des Werkstückhalters in der x-/y-Ebene ist eine vollautomatische Positionierung beispielsweise unter Zuhilfenahme einer NC- oder CNC-Steuerung möglich.

Die Spreizvorrichtung kann auf einfache Art und Weise durch einen Druckzylinder realisiert werden, in dem ein Kolben ver­ schiebbar gelagert ist, der eine Kolbenstange aufweist, die an ihrem äußeren Ende das Fußteil der Spreizvorrichtung trägt.

Der Zusammenbau des Werkstückhalters und die Anordnung des Werkstücks in dem Werkstückhalter kann vorzugsweise in einer Schablone vorgenommen werden, die auf dem Kugelrollentisch angeordnet ist und aus zwei relativ zueinander in der x-/y- Ebene verschiebbaren Rahmenteilen besteht, die in einer Schließstellung einen Raum zwischen sich begrenzen, in den der Werkstückhalter einsetzbar ist.

Ein Ausführungsbeispiel ist in den Zeichnungen dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt

Fig. 1 eine stark schematisierte perspektivische Ansicht einer Werkstück-Positioniereinrichtung für eine Näh­ maschine und

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt der Werkstück-Positio­ niereinrichtung und der Nähmaschine, wobei der Werk­ stückhalter sich in einer Stellung befindet, in der ein Nähvorgang stattfindet.

Die erfindungsgemäße Werkstück-Positioniereinrichtung weist einen Werkstückhalter 1 auf, der, wie aus Fig. 2 ersichtlich, aus zwei aufeinandergelegten Platten 2, 3 besteht, zwischen denen das Werkstück 4 eingeklemmt ist. Das Werkstück 4 besteht im dargestellten Ausführungsbeispiel aus mehreren Materiallagen, die durch eine umlaufende Naht miteinander zu vernähen sind.

Der Werkstückhalter 1 ist auf einem Kugelrollentisch 5 abge­ stützt, der eine auf Füßen 6 sich abstützende Tischplatte 7 aufweist, in deren Oberfläche eine Vielzahl von drehbar ge­ lagerten Kugelrollen 8 angeordnet ist.

Die untere Platte 3 des Werkstückhalters 1 liegt an jeder Stelle innerhalb des vorbestimmten Bewegungsbereiches des Werkstückhalters auf mehreren Kugelrollen gleichzeitig auf.

Die Abstützung des Werkstückhalters 1 auf dem Kugelrollen­ tisch ermöglicht eine außerordentlich reibungsarme Beweg­ lichkeit des Werkstückhalters 1 auf dem Kugelrollentisch 5 in der zu der Tischoberfläche parallelen x-/y-Ebene.

Eine Antriebseinrichtung 9 zum Bewegen des Werkstückhalters 1 in der x-/y-Ebene weist eine Spreizvorrichtung 10 auf, die im wesentlichen durch einen Druckzylinder gebildet wird. Die als z-Achse bezeichnete Längsachse des Druckzylinders ver­ läuft senkrecht zu der x-/y-Ebene, in welcher der Werkstück­ halter 1 bewegbar ist. Ein nicht dargestellter Kolben ist in dem Druckzylinder längs der z-Achse verschiebbar. Am äuße­ ren Ende der Kolbenstange 11 befindet sich ein Fußteil 12, das an die Oberseite der oberen Platte 2 durch Ausfahren des Kolbens andrückbar ist.

Ein oberes Ende des Druckzylinders bildet ein Kopfteil 13 der Spreizvorrichtung 10. Das Kopfteil 13 ist an einem Schlitten 14 in x-Richtung verschiebbar gelagert. Der Schlitten 14, der als in x-Richtung verlaufender Träger ausgebildet ist, ist selbst in y-Richtung verschiebbar an einer Führungseinrichtung 15 gelagert, die als Träger ausgebildet ist.

Die Führungseinrichtung 15 ist an einem Rahmen 16 befestigt, der auf dem Kugelrollentisch 5 abgestützt ist.

Die Spreizvorrichtung 10 ist um die z-Achse drehbar an dem Schlitten 14 gelagert.

An einer Seite des Kugelrollentisches 5 befindet sich eine Nähmaschine 17, deren Nadel 18 in einer zu der x-/y-Ebene senkrechten Richtung auf- und abbewegbar ist.

Die Bewegung der Spreizvorrichtung 10 in der x-Richtung und die Bewegung des Schlittens 14 zusammen mit der Spreizvor­ richtung 10 in der y-Richtung sowie die Drehung der Spreiz­ vorrichtung 10 um die z-Achse wird durch nicht dargestellte Antriebsmotoren bewirkt, deren Betrieb durch einen Computer steuerbar ist, der auch den Betrieb der Nähmaschine steuert.

Das Werkstück 4 wird in dem Werkstückhalter 1 nur dadurch ge­ halten, daß die obere Platte 2 in Richtung der unteren Platte 3, die sich auf den Kugelrollentisch 5 abstützt, mittels der Spreizvorrichtung 10 gedrückt wird, deren Fußteil 12 bei Beaufschlagung des Druckzylinders mit einem geeigneten Druck­ mittel auf die Oberseite der oberen Platte 2 gedrückt wird. Nur der durch die Spreizvorrichtung 10 auf den Werkstückhal­ ter 1 ausgeübte Druck hält die Platten 2 und 3 und das zwi­ schen den beiden Platten 2 und 3 liegende Werkstück 4 zusam­ men. Ferner werden allein durch den von dem Fußteil 12 der Spreizvorrichtung 10 auf die obere Platte 2 des Werkstück­ halters 2 ausgeübten Druck die Spreizvorrichtung 10 und der Werkstückhalter 1 zusammengehalten, so daß bei einer Bewegung oder Drehung der Spreizvorrichtung 10 der Werkstückhalter 1 zusammen mit dem Werkstück 4 mitgenommen wird.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, ist das Werkstück 4 zwischen den beiden Platten 2 und 3 des Werkstückhalters 1 so angeordnet, daß ein Rand 19 des Werkstücks aus dem Werkstückhalter 1 rundherum vorsteht. Im Bereich des überstehenden Randes 19 können die verschiedenen Materiallagen des Werkstücks 4 um den Werkstückhalter 1 herum ununterbrochen miteinander ver­ näht werden, wobei während des Nähvorgangs der Werkstückhalter mit Hilfe der Antriebseinrichtung 9 programmgemäß in der x-/y- Ebene bewegt und um die z-Achse gedreht wird.

Das Rundumnähen des Werkstücks 4 ohne Unterbrechung wird da­ durch ermöglicht, daß der Schlitten 14 und die Führungsein­ richtung 15 oberhalb der Nähmaschine 17 angeordnet sind und sich die Spreizvorrichtung, die den Schlitten 14 mit dem Werkstückhalter 1 verbindet, sich längs der z-Achse erstreckt, die parallel zu der Bewegungsrichtung der Nadel 18 ist.

Eine Schablone 20 ist auf dem Kugelrollentisch 5 angeordnet, wie aus Fig. 1 ersichtlich ist. Die Schablone 20 besteht im wesentlichen aus zwei relativ zueinander in y-Richtung ver­ schiebbaren Rahmenteilen 21, 22, die in einem Schließzustand, in dem sie zueinandergeschoben sind, einen Raum begrenzen, in den der Werkstückhalter 1 genau paßt. Im dargestellten Bei­ spiel ist der Rahmenteil 20 mittels eines Druckzylinders 23 in die Schließstellung bzw. in die Öffnungsstellung bewegbar.

In der Öffnungsstellung der Schablone 20 wird der Werkstück­ halter 1 in den von den Rahmenteilen 21 und 22 umgrenzten Raum eingebracht. Das Werkstück 4 wird dann zwischen die bei­ den Platten 2 und 3 des Werkstückhalters 1 gelegt und so aus­ gerichtet, daß der Rand 19 über den Werkstückhalter 1 vor­ steht. Beim Schließen der Schablone 20 werden dann nicht nur die beiden Platten 2 und 3 exakt zueinander ausgerichtet, son­ dern der Werkstückhalter 1 zusammen mit dem Werkstück 4 an eine genau definierte Stelle geschoben, die den Nullpunkt des Koordinatensystems darstellt. Dann wird die Spreizvorrichtung 10 in ihre Ausgangsstellung bewegt, die dem Nullpunkt des Koordinatensystems entspricht. In dieser Ausgangsstellung der Spreizvorrichtung 10 wird dann der Druckzylinder mit Druck beaufschlagt, so daß der Fuß 12 auf die obere Platte 2 drückt. Wenn der Fuß 12 auf die obere Platte 2 des Werkstückhalters 1 drückt, können der Werkstückhalter 1 nicht mehr relativ zu dem Fuß 12 und das Werkstück 4 nicht mehr relativ zu dem Werk­ stückhalter 1 verrutschen. Dann wird die Schablone 20 durch Auseinanderbewegen der Rahmenteile 20 und 21 geöffnet. Der Werkstückhalter 1 wird dann samt dem eingeklemmten Werkstück 4 von der Antriebseinrichtung 9 aus der Schablone 20 heraus und in den Nähbereich bewegt, in dem er dann während des Be­ triebs der Nähmaschine programmgemäß bewegt und gedreht wird, so daß das Werkstück rundum genäht wird.

Die erfindungsgemäße Werkstück-Positioniereinrichtung eignet sich zwar besonders zum Positionieren von textilem Material relativ zu einer Nähmaschine. Sie kann aber auch zum Positio­ nieren von anderen flächenhaften Materialien in bezug auf eine Bearbeitungsmaschine, die keine Nähmaschine zu sein braucht, verwendet werden. So kann sie z. B. beim Rundumverschweißen von Kunststoffolien verwendet werden.

Claims (4)

1. Werkstück-Positioniereinrichtung, insbesondere für Näh­ maschinen, mit einem relativ zu der Nähmaschine in einer x-/ y-Ebene bewegbaren Werkstückhalter und einer Antriebseinrich­ tung zum Bewegen des Werkstückhalters in der x-/y-Ebene, da­ durch gekennzeichnet, daß der Werkstückhalter (1) zwei über­ einanderlegbare Plattenteile (2, 3) aufweist, zwischen denen das Werkstück (4) einklemmbar ist, daß das untere Plattenteil (3) auf einem Kugelrollentisch (5) abgestützt ist und daß die Antriebseinrichtung (9) eine in die x- und y-Richtung bewegbare Spreizvorrichtung (10) aufweist, die ein Fußteil (12) hat, das senkrecht zur x-/y-Ebene an die Oberseite des oberen Plattenteils (2) andrückbar ist, und die ein Kopfteil (13) hat, das an einem Schlitten (9) in der einen Koordinatenrich­ tung verfahrbar gelagert ist, der an einer Führungseinrichtung (15) in der anderen Koordinatenrichtung verfahrbar gelagert ist.

2. Werkstück-Positioniereinrichtung nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß zumindest das Fußteil (12) der Spreizvorrichtung (10) um eine zu der x-/y-Ebene senkrechte z-Achse drehbar ist und eine Antriebseinrichtung zum Drehen des Fußteils (12) um die z-Achse vorgesehen ist.

3. Werkstück-Positioniereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spreizvorrichtung (10) einen Druckzylinder aufweist, in der ein Kolben verschiebbar gelagert ist, der eine Kolbenstange (11) aufweist, die an ihrem äuße­ ren Ende das Fußteil (12) der Spreizvorrichtung (10) trägt.

4. Werkstück-Positioniereinrichtung nach einem der vorher­ gehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Kugel­ rollentisch (5) eine Schablone (20) angeordnet ist, die aus zwei relativ zueinander in der x-/y-Ebene verschiebbaren Rahmenteilen (21, 22) besteht, die in einer Schließstellung einen Raum zwischen sich begrenzen, in den der Werkstückhal­ ter (1) einsetzbar ist.