DE4424473C1 - Verfahren und Vorrichtung zum gemeinsamen Vernähen aneinandergelegter Ränder von Zuschnitten aus lappigem Material - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum gemeinsamen Vernähen aneinandergelegter Ränder von Zuschnitten aus lappigem Material gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. bzgl. der Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 3, wie beides aus der DE 41 02 840 C1 als bekannt hervorgeht.

Die DE 41 02 840 C1 betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung von Nähten an dreidimensionalen Gegenständen, wie Sitze, Verkleidungsteile und dgl., deren Bezug aus lappigem Material gebildet sind, wobei unter lappigem Material hierbei Materialien aus textilen und/oder flexiblen Stoffen, also z. B. Kunststoffe, Leder, Kunstleder und dgl. zu verstehen sind. Die Vorrichtung weist einen der Form des späteren Werkstückes entsprechend ausgebildeten Werkstückträger auf, auf den die Zuschnitte mit ihrer später inneren, "linken" Oberfläche vom Werkstückträger wegweisend angeordnet werden, wobei die Zuschnitte mit ihrem Rand entlang einer Nähkante des Werkstückträgers überstehen. Damit die Zuschnitte auf dem Werkstückträger nicht verrutschen, weist der Werkstückträger ferner eine Haltevorrichtung in Form von außen anlegbaren Halteplatten auf, mit der die Zuschnitte auf dem Werkstückträger fixiert werden. Die aneinander anliegenden Ränder der fixierten Zuschnitte stehen an der Nähkante des Werkstückträgers über, wobei sie in einem etwa der Winkelhalbierenden der Zuschnitte entsprechenden Winkel nach außen flanschartig abragen. Des weiteren weist die Vorrichtung eine von einem Industrieroboter geführte Nähmaschine auf, mit der die fixierten und überstehenden Ränder der Zuschnitte entlang ihrer gemeinsamen Nähbahn miteinander vernäht werden. Dieses Verfahren bzw. diese Vorrichtung ist allerdings nur zum Vernähen von Rändern zweier Zuschnitte geeignet. Zum gleichzeitigen Vernähen zweier Ränder unter Einschluß eines Keders ist diese Vorrichtung bzw. dieses Verfahren ungeeignet.

Aus der FR 22 65 671 ist ein Verfahren zum Vernähen von zwei Zuschnitten unter Zwischenlegung eines Keders bekannt. Bei dem Verfahren wird ein eine breite Nut aufweisender Polster-Grundkörper mit einem Stoff bezogen. Der Bezug des Grundkörpers wird aus Zuschnitten zusammengenäht, zwischen deren Ränder ein Keder angeordnet ist, der mit den Rändern vernäht wird, wobei die Ränder zueinander und bezüglich des Keders aufwendig justiert werden müssen. Dieses Verfahren erfordert einen hohen Zeitaufwand und ist u. a. daher kostspielig. Des weiteren ist der Ausschuß bei der Vornahme dieser Kedernaht hoch, da die verwendeten Einzeile leicht gegeneinander verrutschen können. Auch ist von Nachteil, daß der Bezug direkt am späteren Polster-Grundkörper vorgenommen werden muß, so daß eine Massenfertigung wie bei Bezügen von Fahrzeugsitzen unrentabel erscheint.

Die Aufgabe der Erfindung ist es, das gattungsgemäß zugrundegelegte Verfahren bzw. die gattungsgemäß zugrundegelegte Vorrichtung dahingehend weiterzuentwickeln, daß die Kedernaht einfach, ggf. automatisierbar und mit möglichst vernachlässigbarem Ausschuß vorgenommen werden kann.

Die Aufgabe wird bei einem zugrundegelegten Verfahren mit den kennzeichnenden Verfahrensschritten des Anspruchs 11 bzw. bzgl. der Vorrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Durch die erfindungsgemäße Vorgehensweise bzw. Ausgestaltung ist ein rationelles Einkedern in einem Arbeitsschritt ermöglicht, bei dem kein Rand der beiden Zuschnitte vorgekedert werden muß. Des weiteren sind in einfacher Weise qualitativ hochwertige räumlich geschwungene Kedernähte möglich. Die hohe Qualität von mittels der Erfindung angebrachten Nähten mit zwischengenähtem Keder zeigt sich u. a., daß bei gewendeten und bereits genähten Zuschnitten die Kederseele stets dicht der äußeren Stoffoberfläche folgt, wobei der Kederbart nicht sichtbar ist.

Zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind den Unteransprüchen entnehmbar. Im übrigen wird die Erfindung anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispieles erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 einen Ausschnitt auf eine Vorrichtung zum Vernähen eines Keders zwischen den Rändern zweier Zuschnitte und

Fig. 2 eine Detailvergrößerung aus Fig. 1.

In Fig. 1 ist eine Vorrichtung zum gemeinsamen Vernähen aneinandergelegter Ränder 1 von Zuschnitten 7 aus lappigem Material, wobei zwischen den Rändern 1 ein Keder 2 einzunähen ist. Die Vorrichtung weist einen Werkstückträger 15 auf, der der Form des späteren Werkstückes, in diesem Fall einem Bezug eines Kissens eines Kraftfahrzeuges, entsprechend nachgebildet ist. Unter einer entsprechenden Nachbildung des Werkstückträgers 15 ist auch dahingehend zu verstehen, daß der Werkstückträger innerhalb geringer Toleranzen in seinen Maßen von denen des späteren Werkstückes abweichen kann, da z. B. beim Vernähen von spannungsbehafteten Bezügen diese Spannungen beim Zuschnitt und beim Vernähen der Zuschnitte 7 und damit auch bei der Bemaßung des Werkstückträgers 15 berücksichtigt werden müssen. Auf dem Werkstückträger 15 sind die Zuschnitte 7 mit ihrer "linken" Oberfläche vom Werkstückträger wegweisend angeordnet. Dem Werkstückträger 15 ist eine Haltevorrichtung 22 zugeordnet, die bis nahe an die zu vernähenden Ränder 1 reicht. Mittels der Haltevorrichtung 22 sind die Zuschnitte 7 an dem Werkstückträger 15 festklemmbar, wodurch die Ränder 1 in ihrer Längsrichtung nahezu unverrückbar gehalten sind. Des weiteren weist der Werkstückträger 15 eine Nähkante 16 auf, entlang der die Ränder 1 der Zuschnitte 7 überstehen, wobei sie in einem etwa der Winkelhalbierenden der Zuschnitte 7 entsprechenden Winkel nach außen flanschartig abragen.

Außerhalb des Werkstückträgers 15 weist die Vorrichtung eine mit einer transportunwirksamen Stichstelle 3 versehene Nähmaschine 4 auf, die relativ zum Werkstückträger 15 beweglich ist, so daß die Ränder 1 entlang der Nähkante 16 gezielt von außen vernähbar sind.

Zum Einnähen eines Keders 2 ist der Nähmaschine 4 in konstanter Relativlage eine Vorratsrolle 11 für den Keder 2 zugeordnet. In Abwandlung hiervon kann es insbesondere bei einer von einem Industrieroboter geführten Nähmaschine 4 von Vorteil sein, die Vorratsrolle 11 dem Werkstückträger 15 zuzuordnen, da hierbei das vom Industrieroboter zu transportierende Gewicht dann kleiner und somit die Anforderungen an ihn geringer sind. Der Vorratsrolle 11 ist eine Abziehvorrichtung 23, bspw. Rändelräder, zugeordnet. Der mittels der Abziehvorrichtung 23, die in ihrer Abziehgeschwindigkeit unabhängig steuerbar ist, der Vorratsrolle 11 entnommene Keder 2 gelangt in eine Speicherschleife 21. Der Inhalt der Speicherschleife 21, also die zwischengespeicherte Kederlänge ist veränderbar. Der Speicherschleife 21 ist eine Zuführeinrichtung 12 mit einer Kederführung 13 nachgeordnet, wobei Zuführgeschwindigkeit der Zuführeinrichtung 12 für sich alleine einstellbar ist. Die Kederführung 13 der zur Stichstelle 3 der Nähmaschine 4 eine räumlich konstante Zuordnung aufweisenden Zuführeinrichtung 12 reicht bis nahe an die Stichstelle 3 heran, wodurch der Keder 2 lagedefiniert zwischen die Ränder 1 einbringbar und entsprechend dem Nähfortschritt der Stichstelle 3 zuführbar ist. Zur lagedefinierten Einbringung des Keders 2 ist die in Nährichtung 14 vor der Stichstelle 3 angeordnete Kederführung 13 mit ihrem letzten Teil zumindest angenähert parallel zur Nährichtung 14 ausgerichtet und in Querrichtung relativ zur Stichstelle 3 derart angeordnet, daß die zwischen Kederseele 5 und Kederbart 8 angeordnete Kederwurzel 9 lagemäßig mit der Stichstelle 3 übereinstimmt. Damit die Kederseele 5 des zwischen den Rändern 2 der Zuschnitte 7 angeordneten Keders 2 in Richtung des Werkstückträgers 15 angeordnet werden kann, weist der Werkstückträger 15 entlang seiner Nähkante 16 eine Aussparung 17 auf, deren lichte Weite gleich oder größer dem Außendurchmesser der Kederseele 5 ist.

Durch die Ausrichtung des Keders 2 mit seiner Kederseele 5 in der Aussparung 17, mit seinem Kederbart 8 zwischen den Rändern 2 und der Kederwurzel 9 unterhalb der Stichstelle 3 weist das aus den Zuschnitten 7 fertiggenähte und gewendete Werkstück, also der Bezug, eine genau der Naht folgende Kederseele 5 auf, wobei der Kederbart 8 sichtseitig zumindest weitgehend verdeckt ist.

Zum besseren Einbringen des Keders 2 zwischen die Ränder 1 weist die Vorrichtung eine Spreizvorrichtung 18 zum Spreizen der Ränder 1 auf, die funktional vor der Einlage des Keders 2 angeordnet ist. Hierbei ist es sinnvoll, nach der Einlage des Keders 2 und vor der Stichstelle 3 eine Schließvorrichtung 19 anzuordnen, mittels der Ränder 1 an den Kederbart 9 anlegbar sind.

Zum Vernähen der Ränder 1 der Zuschnitte 7 muß der Werkstückträger 15 zur Nähmaschine 4 bzw. zu deren Stichstelle 3 relativ beweglich sein. Diese Relativbewegung kann prinzipiell mittels eines gesteuert bewegbaren Werkstückträgers 15 und/oder einer gesteuert bewegbaren Nähmaschine 4 erfolgen. Die Bewegbarkeit kann in allen Fällen durch eine Anordnung der entsprechenden Komponente(n) an einen Industrieroboter 20 erfolgen, welcher programmgesteuert bewegbar ist.

Bei einem wie im vorliegenden Ausführungsbeispiel an einem Industrieroboter 20 angeordneten Werkstückträger 15 ist es je nach Größe und Gewicht des Werkstückträgers 15 sinnvoll, die Nähmaschine 4 um eine etwa achsgleich zur Nadel 10 ausgerichtete Schwenkachse 24 schwenkbar zu lagern und gesteuert verschwenkbar auszubilden, da bei starken Krümmungen dann die auf den Industrieroboter 20 einwirkenden und auszugleichenden Massenkräfte bei den erfolgenden Beschleunigungen in diesen Krümmungen geringer sind. Dieser Effekt kann sogar noch erhöht werden, wenn die Nähmaschine 4 zusätzlich noch entlang einer geradlinigen und damit leicht steuerbaren Roboterachse bewegbar ist.

Bei einem hohen Gewicht des Werkstückträgers 15 und/oder komplizierten räumlichen Verläufen der Naht ist es zweckmäßig, die Nähmaschine 4 an dem Industrieroboter 20 anzuordnen, da hierdurch bspw. die Synchronisation der Bahngeschwindigkeit der Naht unterhalb der Nadel 10 und die Stichgeschwindigkeit der Nadel 10 und der Zufuhrgeschwindigkeit des Keders 2 vereinfachend erleichtert ist. Des weiteren sind die vom Industrieroboter 20 zu transportierenden Massen geringer, wodurch an diesen bei gleicher Reproduzierbarkeit der Bewegung geringere Anforderungen gestellt werden müssen.

Das Einnähen des Keders 2 zwischen den Rändern 1 der Zuschnitte 7 wird im folgenden beschrieben. Zu Beginn werden die Zuschnitte 7 mit ihrer "linken" Seite 25 nach außen weisend aufgelegt und mittels der Haltevorrichtung 22, die bspw. aus sich von außen anlegende Platte gebildet sein kann, auf dem Werkstückträger 15 fixiert. Die zu vernähenden Ränder 2 der Zuschnitte 7 sind hierbei von der Nähkante 16 des Werkstückträgers 15 überstehend angeordnet und liegen aneinander an. Der an einem programmgesteuerten Industrieroboter 20 angeordnete Werkstückträger 15 fährt anschließend eine Bahn ab, bei der die Ränder 2 unterhalb der transportunwirksamen Stichstelle 3 vorbeibewegt werden. Hierbei werden die Ränder 1 vor der Stichstelle 3 auseinandergespreizt, von außen ein Keder 2 entsprechend dem Nähfortschritt mit seiner Kederseele 5 in die Aussparung 17 des Werkstückträgers 15 und mit seinem Kederbart 8 zwischen die Ränder 1 lagedefiniert eingelegt, die Ränder 1 an den Kederbart 8 angelegt und die Kederwurzel 9 mit den Rändern 1 vernäht, wobei zu Beginn einer Naht der Anfang des Keders 2 bei Nadelhubstellung zwischen die beiden Ränder 1 eingebracht und mit der anschließend niederfahrenden Nadel 10 festgehalten wird. Die Einbringung des Keders 2 erfolgt mittels einer Zuführeinrichtung 12, die den Keder 2 mit unabhängiger und variabler Geschwindigkeit über eine Kederführung 13 der Stichstelle 3 bzw. zwischen die Ränder 1 zuführt. Damit bei der Zuführung des Keders 2 nicht immer die gesamte Masse der Vorratsrolle 11 beschleunigt werden muß, entnimmt die Zuführeinrichtung 12 den Keder 2 der Speicherschleife 21 mit veränderlichem Speicherinhalt, in welche der Keder 2 durch eine ebenfalls unabhängig angetriebene Abziehvorrichtung 23 eingebracht wird.

Durch die jeweils unabhängige Steuerung der Vorbeifahrgeschwindigkeit der Ränder 1 unter der Stichstelle 3, der Stichgeschwindigkeit der Nadel 10 und der Zuführgeschwindigkeit des Keders 2 unter die Stichstelle 3 ist eine gute Nahtqualität bei gleichzeitigem Vernähen eines Keders 2 in einem Arbeitsschritt gewährleistet.

Claims (9)

1. Verfahren zum gemeinsamen Vernähen aneinander gelegter Ränder von Zuschnitten aus lappigem Material, bei dem die Zuschnitte - der Form des späteren Werkstückes entsprechend - mit ihrer inneren, "linken" Oberfläche nach außen weisend auf einen Werkstückträger aufgespannt und gehalten werden, wobei die jeweiligen Ränder bezüglich einer Nähkante des Werkstückträgers überstehend, nach außen flanschartig abragend und aneinander anliegend angelegt werden, und bei dem die Zuschnitte relativ zu einer Stichstelle einer Nähmaschine entlangbewegt und an den Rändern vernäht werden, dadurch gekennzeichnet, daß zum Vernähen der Ränder (1) mit einem Keder (2), der Keder (2) insbesondere von außen zwischen die gespreizten Ränder (1) eingebracht und für sich zwangsweise mit steuerbarer Geschwindigkeit zur Stichstelle (3) der Nähmaschine (4) zugeführt wird, daß die Ränder (1) für sich mit einer unabhängig davon steuerbaren Geschwindigkeit relativ zur transportunwirksamen Stichstelle (3) bewegt wird, wobei

• - der Keder (2) lagedefiniert und in räumlich konstanter Zuordnung zur Stichstelle (3) und entsprechend dem Nähfortschritt zugeführt wird,
• - die Kederseele (5) des Keders (2) im Bereich der Ränder (1) auf der späteren Sichtseite (6) der Zuschnitte (7) und der flanschartig von der Kederseele (5) abragende Kederbart (8) zwischen den beiden Rändern (1) eingelegt wird, und
• - der Keder (1) im Bereich seiner zwischen Kederbart (8) und Kederseele (5) angeordneten Kederwurzel (9) gemeinsam mit den an ihn angelegten Rändern (1) vernäht wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu Nähbeginn einer Naht der Anfang des Keders (2) bei Nadelhubstellung zwischen die beiden Ränder (1) eingebracht und mit der anschließend niederfahrenden Nadel (10) festgehalten wird.

3. Vorrichtung zum gemeinsamen Vernähen aneinander gelegter Ränder von Zuschnitten aus lappigem Material, mit einem der Form des späteren Werkstückes entsprechend ausgebildeten Werkstückträger, auf dem während des Vernähens die Zuschnitte mit ihrer später inneren, "linken" Oberfläche vom Werkstückträger wegweisend angeordnet sind, wobei der Werkstückträger eine Nähkante aufweist, entlang der die Zuschnitte mit ihrem Rand überstehen, ferner mit einer Haltevorrichtung, mit der die Zuschnitte auf dem Werkstückträger fixiert werden, und mit einer die Ränder entlang der Nähkante von außen vernähenden und relativ zum Werkstückträger beweglichen Nähmaschine, die mit einer transportunwirksamen Stichstelle versehen ist, dadurch gekennzeichnet,

• - daß die Vorrichtung einen Vorratsspeicher vorzugsweise in der Form einer Vorratsrolle (11) für einen Keder (2) aufweist,
• - daß die Vorrichtung in räumlich konstanter Zuordnung zur Stichstelle (3) der Nähmaschine (4) eine Zuführeinrichtung (12) mit einer bis nahe an die Stichstelle (3) heranreichenden Kederführung (13) aufweist, mittels der der Keder (2) zwischen die Ränder (1) einbringbar ist und mit der der Keder (2) lagedefiniert und entsprechend dem Nähfortschritt der Stichstelle (3) zuführbar ist, wobei die in Nährichtung (14) vor der Stichstelle (3) angeordnete Kederführung (13) mit ihrem letzten Teil zumindest angenähert parallel zur Nährichtung (14) ausgerichtet und in Querrichtung relativ zur Stichstelle (3) derart angeordnet ist, daß die zwischen Kederseele (5) und Kederbart (8) angeordnete Kederwurzel (9) lagemäßig mit der Stichstelle (3) übereinstimmt, und
• - daß der Werkstückträger (15) im Bereich der Nähkante (16) eine Aussparung (17) aufweist, deren lichte Weite mindestens gleich dem Außendurchmesser der Kederseele (5) des während des Vernähens in die Aussparung (17) zumindest teilweise einzubringenden Keders (2) ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Spreizvorrichtung (18) zum Spreizen der Ränder (1) vor der Einlage des Keders (2) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Schließvorrichtung (19) zum Anlegen der Ränder (1) an den Kederbart (8) aufweist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähmaschine (4) an einem Industrieroboter (20) angeordnet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstückträger (15) an einem Industrieroboter (20) angeordnet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähmaschine (4) um eine etwa achsgleich zur Nadel (10) ausgerichtete Schwenkachse (24) gelagert und gesteuert verschwenkbar ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zwischen dem Vorratsspeicher für den Keder (2) und der Kederführung (13) eine Speicherschleife (21) aufweist, deren gespeicherte Kederlänge veränderbar ist.