DE4419700C2 - Vorrichtung zur Aufnahme von Werkstücken für Bearbeitungsvorgänge, insbesondere zum Nähen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentan­ spruches 1.

Eine Möglichkeit um mit automatischen Fertigungseinrichtungen Zuschnitte aus einem biegeschlaffen Material zu dreidimensionalen Hüllen zu verarbeiten, besteht darin, die Zuschnitte auf einen Trägerkörper aufzuspannen, der im wesentlichen die Farm der herzustellenden Hülle aufweist. Die Zuschnitte werden hierbei derart im Winkel zueinander angeordnet, daß sich ihre Randbereiche zumindest teilweise überlappen. Anschließend bewegt sich ein geeignetes Werkzeug, beispielsweise eine an einem Arm eines Manipulators angeordnete Nähmaschine, entlang des sich überlappenden Bereiches, wodurch die beiden Zuschnitte miteinander verbunden werden. Ein großes Anwendungsgebiet hierfür ist beispielsweise das Vernähen von textilen Materialien oder Leder. Da die Nähmaschinen derart automatisierter Nähanlagen vorbestimmte Wege abfahren, ist es einerseits notwendig, die Zuschnitte exakt an den dafür vorgesehenen Positionen anzuordnen und sie während des Nähens festzuhalten und andererseits ist es auch erforderlich, die Haltemittel für die Zuschnitte derart zu gestalten, daß sie die nahtbildende Bewegung der Nähmaschine nicht behindern.

Aufgrund der biegeschlaffen Eigenschaften dieser Materialien hat es sich jedoch als schwierig erwiesen, diese Positionierung zu erreichen und für die Dauer des Bearbeitungsvorganges beizubehalten. Um dies zu gewährleisten, existieren deshalb im Stand der Technik entsprechende Vorrichtungen. So werden bei einer aus der DE 42 25 008 C1 bekannten Vorrichtung jeweils eine Anlegeeinrichtung mit einem Zuschnitt bestückt und zusammen mit diesem an einem Trägerkörper angeordnet. Nachdem die Anlegeeinrichtung wieder entfernt ist, verbleiben deren Halteplatten an dem Zuschnitt. Die metallischen Halteplatten drücken dabei den sich zwischen ihnen und dem Trägerkörper befindenden Zuschnitt durch einen Magneten des Trägerkörpers an die entsprechende Anlagefläche desselben. Um den Zuschnitt sicher zu halten, sind die Andruckflächen der Halteplatten nur unwesentlich kleiner als der Zuschnitt, so daß dessen zu bearbeitende Randzone gegenüber diesen vorsteht. Da die Halteplatten auch während des Nähens an der dem Trägerkörper abgewandten Seite des Zuschnittes anliegen, ist der Zuschnitt nicht frei zugänglich. Die Bewegung des Näharmes einer Nähmaschine muß deshalb an die Anordnung der Halteplatte angepaßt werden, was vor allem dann als nachteilig empfunden wird, wenn der Zuschnitt beispielsweise auch bestickt werden soll. Ebenso ist es nicht zufriedenstellend, daß die Halteplatten nach dem Nähvorgang wieder entfernt und nach dem Abnehmen der Hülle von dem Trägerkörper wieder an diesen herangeführt werden müssen. Außerdem führt die Fixierung der Zuschnitte mittels Halteplatten dazu, daß die Anlegevorrichtung, da sie zusätzlich zum jeweiligen Zuschnitt auch eine Halteplatte aufnehmen müssen, konstruktiv relativ aufwendig sind. Desweiteren ist diese Art der Fixierung der Zuschnitte verhältnismäßig zeitaufwendig, da die Handhabung der Halteplatten außerhalb des eigentlichen Nähvorganges erfolgen muß, wodurch die für einen Bearbeitungszyklus einer Hülle benötigte Zeit relativ lange ist.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Vorrichtung der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, durch die ein Zuschnitt während eines Bearbei­ tungsvorganges sicher gehalten werden kann, ohne dabei die geschilderten Nachteile aufzuweisen.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß jede Halteeinheit in Ausnehmungen des Trägerkörpers angeordnete Halteelemente aufweist, die von einer innerhalb des Trägerkörpers gelegenen Ruheposition in eine Eingriffsposition überführbar sind, in der sich ihre Eingriffsabschnitte außerhalb des Trägerkörpers befinden.

Im Zusammenhang mit dem Legen und Zuschneiden von insbesondere gemusterten Stoffbahnen sind Legetische bekannt, die mit die Auflagefläche der Tischplatte durchdringenden und gegenüber dieser vorstehenden Nadeln versehen sind. Die Nadeln sind innerhalb der Tischplatte im wesentlichen gleichmäßig verteilt angeordnet und sind relativ zur Tischplatte bewegbar. Sie dienen dazu, die Relativlage der Zuschnitte zu einander und damit deren mustergerechte Relativlage zueinander zu fixieren.

Um die Relativlage der Nadeln zueinander und auch innerhalb der Auflagefläche der Tischplatte an die Kontur der Zuschnitte anpassen zu können, sind bei der Einrichtung nach DE 28 37 544 B2 drehbare Scheiben vorgesehen, die einen radial gerichteten Schlitz aufweisen, in dem jeweils eine Nadel verschiebbar angeordnet ist. Demgegenüber ist die Tischplatte der Einrichtung nach DE 29 03 473 C2 von mehreren im Abstand zueinander angeordneten Streifen gebildet, wobei zwischen diesen Streifen jeweils eine mit Nadeln bestückte Leiste vorgesehen ist, die relativ zur Tischplatte verschieblich angeordnet ist, um die Position der Nadeln an die Kontur der Zuschnitte anpassen zu können.

Bei den beiden vorbekannten Einrichtungen ist jeweils nur eine einzige, sich auch nur in einer Ebene erstreckende Auflagefläche vorhanden, wobei die Zuschnitte aufgrund ihrer Schwerkraft auf der jeweiligen Tischplatte aufliegen und durch die Nadeln lediglich gegen gegenseitiges Verrutschen gesichert werden.

Schließlich ist aus dem DE 83 10 847 U1 eine mit Nadeln bestückte Greifvorrichtung für Stoffstücke bekannt, deren Nadeln in einem Führungsblock verschieblich gelagert sind und zur Erfassung der Stoffstücke paarweise aus dem Führungsblock austreten. Wenn die Nadeln zur Erfassung der Stoffstücke auch in einer sich kreuzenden Anordnung aus der Unterseite des Führungsblockes heraustreten, so durchdringen sie die Stoffstücke lediglich von deren Oberseite her, so daß auch hier die beim Herstellen eines dreidimensionalen Werkstückes, beispielsweise einer Hülle, auftretenden Probleme der Lagesicherung der Zuschnitte an der Außenseite eines Trägerkörpers nicht zu bewältigen waren.

In einer bevorzugten Ausführungsform können die Halteelemente jeweils mit einem Druckmedium beaufschlagt werden und sind mit einem Federelement versehen. Dabei ist zur Erzielung einer besonders schnellen Überführung der Halteelemente in die Eingriffsposition zweckmäßig, daß jeweils ein Federelement das Halteelement durch Beaufschlagung mit einem Druckmedium in die Ruheposition überführt und es auch dort für die Dauer der Druckbeaufschlagung verbleibt. Dadurch ist sichergestellt, daß der Verbleib der Halteelemente in der Eingriffsposition unabhängig von einem eventuellen Druckabfall ist.

Ein weiterer Vorteil dieser Ausbildung der Erfindung besteht darin, daß lediglich für die Überführung der Halteelemente von der Eingriffsposition in die Ruheposition Energie zugeführt werden muß und die Halteelemente durch die Wirkung der Federelemente in der Ruheposition verbleiben.

In anderen Ausführungsformen der Erfindung können die Halteelemente aber auch so ausgebildet sein, daß sie beispielsweise durch elektrische oder magnetische Energie in die Endlagen bewegt werden.

Es ist außerdem bevorzugt daß die Halteelemente durch eine zu ihrer Längsachse im wesentlichen parallele Bewegung von der Ruhe- in die Eingriffsposition überführt werden können. Dies trägt ebenfalls zu einem einfachen konstruktiven Aufbau bei, da in diesem Fall zum einen die Ausnehmungen durch zylindrische Bohrungen erzeugt werden können und zum anderen geradlinige Bewegungen konstruktiv relativ einfach realisierbar sind.

In einer weiteren bevorzugten Ausbildung der Erfindung kann vorgesehen sein, daß die Halteelemente Nadeln aufweisen, wobei die Eingriffsabschnitte von deren Spitzen gebildet werden. Damit lassen sich insbesondere flexible Materialien sicher fixieren. Außerdem haben Nadeln bei derartigen Materialien den Vorteil, daß sie einen nur sehr geringen Verschleiß zeigen und somit höhere Standzeiten möglich sind.

Um beispielsweise Leder oder Folienzuschnitte während eines Bearbeitungsvor­ ganges unter Vermeidung von durch Nadeleinstiche entstehenden Beschädigungen zu fixieren, kann es zweckmäßig sein, daß die Halteeinrichtungen entweder eine Unterdruck erzeugende Saugeinrichtung aufweisen oder mit einem Stößel versehen sind, der ein von ihm zu bewegendes Klebeband mit dem Zuschnitt in Kontakt bringt. Selbstverständlich sind auch Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei denen Kombinationen von Saugeinrichtung, Stöße mit Klebeband und/oder Nadeln als Halteelemente vorgesehen sein können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von in den Figuren schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine in eine Nähanlage integrierte Vorrichtung

Fig. 2 eine Draufsicht auf eine Anlagefläche eines Trägerkörpers

Fig. 3 einen Ausschnitt einer Schnittdarstellung entlang der Linie III-III der Fig. 2

Fig. 4 eine Darstellung entsprechend Fig. 3 einer zweiten Ausführungs­ form der Erfindung.

Zur Verdeutlichung einer möglichen Anwendung der Erfindung ist in Fig. 1 eine in eine automatisierte Nähanlage integrierte und an einem um eine Achse i im Uhrzeigersinn drehbaren Gestell 2 angeordnete Vorrichtung zur Aufnahme von Werkstücken, beispielsweise Zuschnitten aus vorzugsweise biegeschlaffen Materialien, gezeigt, die zur Herstellung von dreidimensionalen Hüllen dienen. Die Vorrichtung weist drei Tragkörper 3, 4, 5 auf, deren äußere Form im wesentlichen der Form entspricht, die die fertigen Hüllen aufweisen sollen. Eine in diesem Zusammenhang zu verwendende Nähanlage ist in der eingangs genannten DE 42 25 008 C1 im Detail beschrieben.

In Fig. 1 befindet sich der Trägerkörper 3 in einer Position, in der er bereits mit Zuschnitten 6 bestückt ist. Diese Position ist die Nähposition. Der noch mit Zuschnitten zu bestückende Trägerkörper 4 ist in einer Bestückungsposition und wird dort durch eine Anlegeeinrichtung 7 bestückt. Der Trägerkörper 5 ist dagegen so positioniert, daß die bereits miteinander vernähten Zuschnitte von ihm abgenommen werden können. Sämtliche Trägerkörper 3, 4, 5 sind zur Aufnahme der Zuschnitte 6 mit jeweils einer oder mehreren Anlageflächen 8 versehen.

Die in Fig. 2 dargestellte Anlagefläche 8 des Trägerkörpers 4 weist Austrittsöffnungen 11 auf, deren Mittelpunkt auf einer imaginären Linie 12 angeordnet sind, die mit konstantem Abstand zu der Begrenzungskante 13 der Anlagefläche 8 verläuft. Die Austrittsöffnungen 11 haben in Fig. 2 die Form von Elypsen; sie sind die Öffnungen von in den Trägerkörper 4 eingebrachten zylindrischen Ausnehmungen 10, die von entsprechenden Bohrungen gebildet sind. Die Anlageflächen 8 können, wie aus Fig. 3 ersichtlich ist, gekrümmt sein.

In die Ausnehmungen 10 mündet eine Öffnung 14, die als Zuleitung 15 für ein Druckmedium, beispielsweise Druckluft, dient. Die im Winkel zur ersten Anlagefläche 8 verlaufende zweite Anlagefläche 8 dieses Trägerkörpers ist ebenfalls mit Ausnehmungen 10 versehen, die ebenfalls über eine Zuleitung 15 mit dem Druckmedium versorgt werden. Sämtliche Zuleitungen 15 können an eine allen Trägerkörpern gemeinsame Druckluftquelle angeschlossen sein.

In Fig. 3 ist eine in der Ausnehmung 10 angeordnete Halteeinheit 16 gezeigt. Die mit der Längsachse 17 der Ausnehmung 10 zusammenfallende Längsachse der Halteeinheit 16 schließt mit einer Tangente 18 an die Anlagefläche 8 einen spitzen Winkel ein, der beim gezeigten Ausführungsbeispiel ca. 30 Grad beträgt. Die Halteeinheit 16 weist eine Gewindehülse 24 auf, die luftdicht in ein Innengewinde der Ausnehmung 10 eingeschraubt ist. Die Gewindehülse 24 weist an ihrem der Anlagefläche 8 zugekehrten Ende eine Öffnung 25 zum Durchtritt eines Halteelementes 26 auf, das von einer mit einer Spitze 28 versehenen Nadel 27 gebildet ist. Die Gesamtlänge der Nadel 27 ist kürzer als die Länge der Ausnehmung 10, so daß sich die Spitze 28 der Nadel 27 in ihrer Ruheposition innerhalb des Trägerkörpers befindet. An ihrem der Spitze 28 abgekehrten Ende ist die Nadel mit einem zylindrischen Ansatz 29 versehen, der innerhalb der Ausnehmung 10 längsgeführt ist. Zwischen der Grundfläche der Ausnehmung 10 und der Außenseite des Ansatzes 29 ist ein als Druckfeder ausgebildetes Federelement 30 angeordnet, das die Nadel 27 zur Anlagefläche 8 hin beeinflußt.

Die Gewindehülse 24 weist in ihrem zwischen dem stirnseitigen Ende der Öffnung 25 und dem Ansatz 29 gelegenen Bereich eine Öffnung 31 auf, die zum Durchtritt des aus der Öffnung 14 ausströmenden Druckmediums dient.

Soll nun der Trägerkörper 4 mit Zuschnitten 6 bestückt werden, so werden diese durch die Anlegeeinrichtung 7 an die Anlageflächen 8 herangeführt und durch sie dort zunächst gehalten. Die Halteeinheiten 16 sind über die gemeinsame Druckleitung 15 noch mit Druckluft beaufschlagt, so daß sich die Spitzen 28 der Nadeln 27 innerhalb der Ausnehmungen 10 in ihrer Ruheposition befinden. Die Druckleitung 15 wird entlüftet, so daß das sich jetzt durch das entspannende Federelement 30 die Nadeln 27 aus dem Trägerkörper heraus auf den Zuschnitt zu bewegen und diesen ganz oder teilweise durchdringen. Da die Nadeln 27 entlang dem Randbereich der jeweiligen Anlagefläche 8 gleichmäßig verteilt angeordnet sind, üben sie in der jetzt erreichten Eingriffsposition aufgrund ihrer Schräglage eine relativ geringe Spannung auf den jeweiligen Zuschnitt 6 aus und halten diesen, nachdem die Anlageeinrichtung 7 sich in ihre Ausgangsposition zurückbewegt an der jeweiligen Anlagefläche 8 fest. Der Trägerkörper 4 kann jetzt in die vom Trägerkörper 3 seither eingenommene Nähposition gebracht und die Zuschnitte 6 können in beliebiger Weise miteinander vernäht werden.

Nach dem Nähvorgang wird der Trägerkörper 4 nochmals um einen Teilschritt weitergedreht und befindet sich dann in der Position, in der sich der Trägerkörper 5 anfänglich befand. Die gebildete Hülle kann nunmehr vom Trägerkörper 4 abgenommen werden. Hierzu wird die Druckleitung 15 beaufschlagt, wodurch den Halteeinheiten 16 ebenfalls Druckluft zugeführt wird. Der die Kraft des Federelementes 30 überwindende Druck bewegt die Halteeinheiten 16 und somit die Nadeln 27 mit ihren Spitzen 28 von ihrer außerhalb des Trägerkörpers gelegenen Eingriffsposition in die innerhalb des Trägerkörpers gelegene Ruheposition, wobei sie sich aus dem Zuschnitt 6 zurückziehen und diesen freigeben.

Bei der in Fig. 4 dargestellten weiteren Ausführungsform der Erfindung weisen die Trägerkörper 3, 4 und 5 an ihren jeweiligen Anlageflächen 8 jeweils ein Abstreifblech 32 auf, das an der jeweiligen Anlagefläche 8 befestigt ist. Jedes der Abstreifbleche ist mit Bohrungen 33 versehen, deren Mittelpunkte sich jeweils auf der Längsachse 17 der Ausnehmung 10 befinden. Die Durchmesser der Bohrungen 33, die in diesem Fall die eigentlichen Austrittsöffnungen 11 für die Nadeln 27 bilden, sind wesentlich kleiner als die Durchmesser 10 und so auf die Nadeln 27 abgestimmt, daß die Nadeln 27 während ihrer Bewegung von ihrer Eingriffs- in die Ruheposition den Zuschnitt nicht in die Ausnehmung 10 hineinziehen können. Vielmehr streifen diese den Zuschnitt während ihrer Rückbewegung vom jeweiligen Abstreifblech 32 ab.

Claims (10)

1. Vorrichtung zur Aufnahme von mindestens einem Zuschnitt aus einem vorzugsweise biegeschlaffen Material in einer vorbestimmten Position während eines Bearbeitungsvorganges, insbesondere während des Nähens, zur Herstellung einer dreidimensionalen Hülle, die einen mit mindestens einer Anlagefläche versehenen, im wesentlichen der Form der herzustellenden Hülle entsprechenden, Trägerkörper aufweist, wobei der Zuschnitt an der Anlagefläche lösbar anbringbar ist und die mit mindestens einer Halteeinheit versehen ist, die den jeweiligen Zuschnitt während des Bearbeitungsvorganges an der Anlagefläche hält, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteeinheit (16) mindestens zwei in Ausnehmungen (10) des Trägerkörpers (3, 4, 5) angeordnete Halteelemente (26) aufweist, die von einer innerhalb des Trägerkörpers (3, 4, 5) gelegenen Ruheposition in eine Eingriffsposition überführbar sind, in der sich ihre Eingriffsabschnitte außerhalb des Trägerkörpers (3, 4, 5) befinden.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (26) durch eine zu ihrer Längsachse im wesentlichen parallele Bewegung von ihrer Ruheposition in die Eingriffsposition überführbar sind.

3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteelemente (26) von Nadeln (27) gebildet sind, deren Eingriffsabschnitte mindestens eine Spitze (28) aufweisen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Längsachsen der Nadeln (28) in ihrer Eingriffsposition mit einer Tangente der Anlagefläche (8) einen spitzen Winkel einschließen.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteeinheiten (16) mit einem Druckmedium beaufschlagbar sind.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Anlagefläche (8) zugeordnete Halteelemente (26) an eine gemeinsame Druckleitung (15) angeschlossen sind.

7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedem Halteelemente (26) ein Federelement (30) zugeordnet ist.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteelemente (26) sich während der Druckbeaufschlagung in ihrer Ruheposition befinden und durch die Federelemente (30) in die Eingriffs­ position überführbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Trägerkörper (3, 4, 5) zur Bildung der Anlagefläche (8) ein Abstreifblech (32) aufweist, das zum Durchtritt der Eingriffsbereiche der Halteelemente (16) Ausnehmungen (33) aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Halteelemente (26) im Randbereich der jeweiligen Anlagefläche (8) angeordnet sind und sich während ihrer Überführung von der Ruhe- in die Eingriffsposition ihr Abstand zur Begrenzungskante (13) der Anlagefläche (8) verringert.