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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zur
Herstellung einer sich nicht auflösenden Naht mit verknüpften und/oder
verwobenen. Nähfäden und
mit Stichpassagen in oder durch wenigstens eine Materialdicke eines
Objektes, Nähobjekt
genannt, das die Naht erhält.
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Nähtechniken
und -maschinen sind äußerst vielfältig, hinlänglich bekannt
und gut dokumentiert. Sie sind insbesondere Gegenstand von Normen.
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Nähte können dekorativ
und/oder funktionell sein. Sie können
beispielsweise dazu dienen, verschiedene Stücke zu einem Nähobjekt
aneinander zu fügen.
Die den Gegenstand bildenden Materialien können gewebte Textilien, Strickwaren,
Leder, Synthetikmaterialien usw. sein. Die EP-0223312 illustriert ein Beispiel, in dem
ein Kantenstich benutzt wird, um einen in einem Rand eines Möbelüberzugs
gleitenden Spannfaden festzuhalten. Im Falle einer Naht, die eine
oder mehrere Stichreihen umfasst, wird das Nähobjekt kontinuierlich über die
Nähstation
einer Maschine gezogen. In anderen Fällen, wie beim Annähen von
Knöpfen,
wird das Nähobjekt
auf die Nähstation
gelegt, wo es während
des Nähvorgangs
im Wesentlichen unbeweglich bleibt. In allen Fällen wird/werden zum Erhalten
des Nähobjekts
das/die es bildende(n) Stück(e)
auf eine Nähstation
einer Nähmaschine
gelegt.
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Eines
der hinlänglich
bekannten Probleme, die bei einer Naht entstehen, ist deren relative
Brüchigkeit, da
sich ein Bruch der anfänglichen
oder endgültigen
Verankerung der Fäden
oder ein Bruch eines der Nähfäden wahrscheinlich
spontan und/oder durch einfaches Ziehen an einem der Nähfäden und/oder
durch Trennen der zusammengefügten
Stücke
an der Naht ausbreiten wird. Der Ausdruck „die Naht kann sich auflösen" bezieht sich auf
dieses Phänomen,
das auch „aufziehbar" genannt werden kann.
Dies ist besonders bei Stichen der Fall, die durch verknüpfte Fäden oder
Fadengruppen wie Kettenstiche, Kantenstiche oder Deckstiche gebildet
werden, in denen die unverwobenen Fäden nicht miteinander verknotet
sind.
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Folglich
haben diese durch verwobene Fäden
gebildeten Stiche den Vorteil, dass ein sehr rasches Nähen möglich ist,
und darüber
hinaus, dass keine Bobine mit begrenzter Kapazität erforderlich ist. Aus diesem Grund
wird es in der Industrie bevorzugt, Kettenstiche, Kantenstiche oder
Deckstiche zu benutzen, die mit Maschinen produziert werden, die
von Fadenbobinen großer
Kapazität
gespeist werden und sehr schnell arbeiten und dabei breite Produktvariationen
bieten und insbesondere die Verwendung einer großen Zahl (bis zu neun) verschiedener
Nähfäden zulassen.
Die Verwendung dieses Stichtyps ist jedoch durch die Tatsache stark
begrenzt, dass diese Stiche Nähte
bilden, die sich sehr leicht auflösen und sich unpassender- und unerwünschterweise
aufziehen können.
Aus diesem Grund wird dieser Stichtyp nicht zum Aneinanderfügen von
unter Spannung befindlichen Stücken
benutzt, die vom Hersteller garantiert werden müssen – z.B. beim Erzeugen von Zierüberzügen für Stühle.
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Bei
Stichen, die mit verwobenen Fäden
oder Fadengruppen gebildet werden, ist dieses Problem weniger akut,
besteht aber weiterhin fort, da sich ein Riss der Naht unpassender-
und unerwünschterweise
spontan ausbreiten kann. Kurz, die Naht kann sich auch dann auflösen, wenn
das Aufziehen weniger schnell erfolgt als bei verknüpften Stichen.
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In
einigen speziellen Anwendungen wie denen, die undurchlässige Nähte erzeugen,
wurde vorgeschlagen, eine Naht durch ein Zusammenfügen mit
supplementärem
Verschweißen
und/oder Bonden zu verstärken,
bei dem auch indirekt das Problem das Aufziehens gemildert wird.
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So
beschreiben beispielsweise die FR-90562, die US-1560712, die US-5003902 impermeable
Nähte, die
eine oder mehrere Nähte
und einen Streifen Thermoplastmaterial kombinieren, der zum Zusammenschweißen der
zusammengefügten
Gewebestücke
und/oder der Naht/Nähte
dient. Diese Methoden sind jedoch im Hinblick auf Material, Arbeitsaufwand
und Herstellungszeit kostspielig. Außerdem sind sie in ihrer Anwendung
auf Stücke
begrenzt, die durch teilweise Überlappung
zusammengefügt
werden sollen. Sie sind z.B. nicht auf eine Randnaht oder das Annähen von
Knöpfen
anwendbar. Darüber
hinaus werden Flexibilität
und Aussehen der Naht durch die von dem Thermoplaststreifen gebildete
Schweißnaht
stark verändert.
Insbesondere erhöht
die Verwendung eines zwischengelegten Thermoplaststreifens die Dicke
des Nähobjekts.
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Es
wurde auch in Betracht gezogen (FR-886765, US-3296990), das Thermoplastmaterial, das
die die Naht aufnehmenden Stücke
bildet, zum Verschweißen
der Fäden
der Naht mit diesem Material durch lokale Applikation von Wärme mit
einer Punktkontakt- oder Ultraschallschweißvorrichtung an den Stellen
zu verschweißen,
an denen der Nähfaden
das Material durchdringt. Diese Methoden sind in ihrer Anwendung
auf das Zusammenfügen
von Stücken
aus Thermoplast begrenzt. Ferner besteht auch hier die Tendenz,
dass Flexibilität
und Aussehen verändert
werden. Darüber
hinaus werden mit diesen Methoden unbedingt die Nähfäden mit
dem Nähobjekt
verbunden, was zuweilen nicht wünschenswert
ist, wie z.B. im Falle der EP-0223312, wo ein gleitender Spannfaden
zwischen die Nähfäden und
das Nähobjekt
gelegt wird. Außerdem
werden diese Methoden in der Praxis nicht angewendet, besonders
weil die präzise
Ausführung
der Schweißung
genau an den Stellen, an denen der Faden das Material durchdringt,
in der Praxis äußerst schwierig,
wenn nicht sogar unmöglich
ist. Mit Ultraschall kann nur eine Totalfusion des Fadens und eines
Teils des Materials des Stücks entlang
einer fortlaufenden Fusionslinie tatsächlich erzielt werden. Aus
diesem Grund verliert die Produktion der Naht an sich viel an Interesse
und der Faden wird schließlich
mit dem Material des Stücks
verschmolzen. Ferner gibt die FR-886765, die von 1942 stammt, nicht
an, wie eine Punktschweißung
in der Praxis realisiert werden kann.
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Die
FR-1427611 beschreibt ein Verfahren zum Behandeln von Gewebe (Webwaren,
Strickwaren usw.), dessen Ziel es ist, das Gleiten oder „Schlüpfen" verwobener Fäden eines
Gewebes zu vermeiden, wobei sich dieser Begriff in diesem Dokument
auf das Phänomen
des Aufziehens von Fäden
eines Gewebes nach einem Ziehen oder Reißen eines Fadens des Gewebes
bezieht. Wie in diesem Dokument erläutert, wurde vorgeschlagen,
dieses Problem durch Aufbringen eines Klebstoffs zu lösen, der
jedoch das Gewebe versteift. Es wurde auch vorgeschlagen, Webwaren
wie Nylonstrümpfe
aus Thermoplastfäden
durch eine örtliche
Applikation von Wärme
zu behandeln, was sich in der Praxis äußerst schwer regulieren lässt, so
dass die Webware entweder durch zu starke Wärme (Totalfusion von Fäden) beschädigt oder
nicht effektiv behandelt wird, wenn die Wärme nicht ausreicht, um die
Fäden des
Gewebes zu fixieren. In allen Fällen
leiden das Aussehen des Gewebes sowie seine Festigkeit. Daher wird
in diesem Patent vorgeschlagen, in einem Abstand Tropfen einer Klebstofflösung nur
auf einige Schnittpunkte von Fäden
des Gewebes aufzubringen. Diese Methode erfordert eine spezielle
Behandlungsstufe des Gewebes nach der Herstellung. Dieses Dokument
sieht keine Anwendung des Verfahrens auf eine Naht vor. In jedem
Fall wäre
es äußerst heikel
und kostspielig, diese Methode auf eine Naht anstatt auf ein Gewebe
anzuwenden.
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Außerdem sieht
die JP-09084980 in einer Ausgestaltungsvariante vor, das Problem
des Ausfransens eines Verkettungsfadens durch Verwenden eines thermoplastischen
Klebstofffadens (polynosisch, Acryl, Vinylon usw.) zu lösen und
die Verkettungspunkte mit einem Laserstrahl oder einer anderen Heizvorrichtung
zu erhitzen und zu schmelzen, die unter der Arbeitsplatte unterhalb
des Drückerfußes angeordnet
ist, um die Verkettungspunkte zu verlöten. Trotzdem ist es in der
Praxis, wie oben mit Bezug auf die FR-1427611 erwähnt wurde,
nicht möglich,
ein solches Verfahren umzusetzen. In der Tat ist es unmöglich, die
genaue Wärmemenge zu
applizieren, die je nach dem benutzten Faden, dem Material des Nähobjekts
(mehr oder weniger absorptionsfähig
und/oder biegsam) variiert, um nur eine Teilfusion und ein Verschweißen von
Punkten zu erzielen. Darüber
hinaus zieht sich der Nähfaden
nach der Fusion zurück,
karbonisiert und verliert seine mechanische Festigkeit. Außerdem kommen
die geschmolzenen Fadenfasern unmittelbar danach mit der Öffnungsplatte
in Kontakt, auf der sie verkleben oder sich auf dem geschmolzenen
Material ablagern. Das Ergebnis ist in den meisten Fällen eine
fast sofortige Verstopfung der Passageöffnung des Laserstrahls und
sogar ein Verkleben des Nähobjekts,
das nicht mehr auf der Platte gleitet. Diese in der JP-09084980
beschriebene Variante kann daher in der industriellen Praxis nicht
erfolgreich umgesetzt werden.
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In
diesem Zusammenhang ist es Aufgabe der Erfindung, ein(e) solche(s)
Verfahren und Maschine vorzuschlagen, dass eine sich nicht auflösende Naht
erzeugt werden kann, auf einfache, schnelle und wirtschaftliche
Weise, die mit den Einschränkungen
einer Nutzung auf industriellem Maßstab kompatibel sind, ohne
die mechanischen Eigenschaften des Nähobjekts zu beeinträchtigen,
während
gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften der Naht selbst wenigstens
im Wesentlichen erhalten bleiben.
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Spezieller
ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein(e) solche(s) Verfahren und
Maschine vorzuschlagen, dass das Aussehen des Nähobjekts und der Naht wenigstens
im Wesentlichen beibehalten und insbesondere ein traditionelles
und ästhetisch
ansprechendes Aussehen der Naht erzielt werden können.
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Insbesondere
ist es Aufgabe der Erfindung, die Herstellung einer Naht zuzulassen,
deren Steifigkeit nicht durch die Behandlung erhöht wird, mit der ein Auflösen der
Naht verhindert werden soll. Eine solche (Biege- oder Kompressions-)
Steifigkeit oder Starrheit kann insbesondere eine Nutzungsbehinderung
darstellen, z.B. bei Gewebeteilen, die mit der Haut in Kontakt kommen,
wie z.B. Kleidung oder Unterbekleidung.
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Insbesondere
ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Realisierung einer solchen
Naht zuzulassen, die hohen Beanspruchungen unterworfen werden kann.
Es ist spezieller eine Aufgabe der Erfindung, die Realisierung einer
sich nicht auflösenden
Naht zuzulassen, wobei jedoch die Fäden nicht einstückig mit
dem das Nähobjekt
bildenden Material verbunden werden. Ebenso ist es eine Aufgabe
der Erfindung, die Realisierung einer solchen Naht in verschiedenen
Anwendungen, an verschiedenen Orten auf dem Nähobjekt (einschließlich am Rand)
und unabhängig
von dem das Objekt bildenden Material zuzulassen. Es ist z.B. eine
Aufgabe der Erfindung, die Realisierung eines Kantenstichs zuzulassen,
der sich nicht auflösen
kann und der eine Passage zur Aufnahme eines gleitenden Spannfadens
bildet, oder das Annähen
von Knöpfen
mit einer sich nicht auflösenden
Naht zuzulassen.
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Es
ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen,
das ohne Handhabung, in einer einzelnen Stufe, insbesondere durch
die Nähstation,
und/oder gleichzeitig mit der Stufe der Herstellung der Naht implementiert
werden kann und keine lange und/oder komplexe Regelung vor jedem
Nähen erfordert.
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Dazu
stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer sich nicht
auflösenden
Naht mit wenigstens einem verknüpften
und/oder verwobenen Nähfaden
und mit Stichpassagen in oder durch wenigstens eine Materialdicke
eines Objekts, Nähobjekt
genannt, bereit, das die Naht aufnimmt, wobei diese Naht wenigstens eine
Nähfadenlitze
aufweist, die auf der Außenseite
des Nähobjekts
neben wenigstens einer anderen Nähfadenlitze
auf der Außenseite
des Nähobjekts
verläuft,
wobei:
- – die
Naht mit wenigstens einem einen Thermoplast aufweisenden Nähfaden wenigstens
auf der Außenseite
dieses Nähfadens
erzeugt wird,
- – dann
wenigstens ein Laserstrahl lokal auf die Naht auf der Außenseite
der wenigstens einen genähten Nähfadenlitze
appliziert wird, die auf der Außenseite
des Nähobjekts
und neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenlitze auf der Außenseite
des Nähobjekts
verläuft,
dadurch gekennzeichnet, dass:
- – jeder
Laserstrahl die Aufgabe hat, den Thermoplast auf der Außenseite
von wenigstens einer genähten Nähfadenlitze
punktuell zu erweichen, die auf der Außenseite des Nähobjekts
und neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenlitze auf der Außenseite
des Nähobjekts
verläuft,
- – nach
der Applikation jedes Laserstrahls und vor der vollständigen Wiedererstarrung
des erweichten Thermoplasts wenigstens ein Druckmechanismus auf
den erweichten Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenlitze,
die einen solchen von diesem Laserstrahl behandelten Thermoplast
aufweist, appliziert wird, so dass benachbarte Nähfäden ganz oder teilweise zusammen
punktuell und auf der Außenseite
des Nähobjekts
mittels des genannten Thermoplasts verfestigt werden.
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Im
gesamten Dokument bedeutet der Ausdruck „ein Laserstrahl wird lokal
auf die Naht aufgebracht" und
seine Ableitungen, dass der genannte Laserstrahl auf eine solche
Weise auf die Naht gerichtet wird, dass er auf sie projiziert wird
und eine lokalisierte Laserstrahlauftreffstelle auf der Naht bildet.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß wird wenigstens
ein Laserstrahl mit der Aufgabe, den Thermoplast zu erweichen, ohne
ihn zu schmelzen, aufgebracht, indem er lokal bei einer Temperatur
gleich oder höher
als seine Erweichungstemperatur, aber niedriger als seine Schmelztemperatur
aufgebracht wird, insbesondere eine Temperatur von 3°C bis 15°C über der
Erweichungstemperatur. Somit schmilzt der genannte Thermoplast nicht
(er erreicht seine Schmelztemperatur nicht) und verflüssigt sich
nicht. Er behält
seine Form wenigstens im Wesentlichen bei und die Fadenfasern behalten
ihre Kohäsion
und ihre mechanische Beständigkeit.
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Außerdem wird
vorteilhafterweise und erfindungsgemäß nach der Applikation jedes
Laserstrahls und vor der Applikation eines Druckmechanismus wenigstens
ein Druckluftstrahl auf die Nähfadenlitzen
appliziert. Die Wirkung eines solchen Luftstrahls ist es, die Bestandfasern
jedes Fadens zu dispergieren und/oder die benachbarten Fadenlitzen
in Bezug aufeinander zu verschieben. Darüber hinaus kann damit eine
zu starke Erhitzung bestimmter Teile der Maschine verhindert werden.
Außerdem
beseitigt er Staub oder Materialrückstände, insbesondere in der Nähe der Auftreffstelle
des Laserstrahls und/oder in der Nähe des Druckmechanismus. Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß wird ein
Luftstrahl mit einer Breite von etwa dem Durchmesser des feinsten
Nähfadens
mit dem Thermoplast oder schmäler
als dieser Durchmesser verwendet. Diese geringe Breite des Luftstrahls
bewirkt eine Erhöhung
seiner Wirksamkeit beim Dispergieren von Fadenfasern, jedoch ohne
eine zu starke vorzeitige Abkühlung
des Thermoplasts, der vor der Applikation des Druckmechanismus erweicht
bleibt. Falls notwendig, kann der Luftstrahl erhitzt werden.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß wird wenigstens
ein Nähfaden
verwendet, der mit wenigstens einem Thermoplast ausgebildet ist,
und es wird wenigstens ein Laserstrahl so appliziert, dass wenigstens
ein Teil der Dicke jeder Faser jedes Nähfadens aus von diesem Laserstrahl
erweichtem Thermoplast über
seine gesamte Länge
im nicht erweichten Zustand bleibt.
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Allgemeiner
wird vorteilhafterweise und erfindungsgemäß wenigstens ein Laserstrahl
so appliziert, dass nur ein Teil der Dicke jeder Nähfadenlitze
erweicht wird, auf die er appliziert wird. Somit bleibt die Naht funktionell,
wobei wenigstens ein Teil der Dicke jeder Litze im nicht erweichten
Zustand gelassen wird.
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Jeder
Druckmechanismus kommt mit dem Thermoplast durch eine relative Verschiebung
in Kontakt und übt
einen bestimmten Druck auf dieses erweichte Material aus, wobei
das Nähobjekt
außerdem
gegenüber
diesem Druckmechanismus durch eine Arbeitsplatte und/oder einen
anderen Druckmechanismus gehalten wird. Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß hat jeder
Druckmechanismus eine unregelmäßige Kontaktfläche (die
nicht glatt ist) mit dem Thermoplast, um diesem eine sichtbare Gesamtverformung
zu verleihen (und ihn nicht abzuflachen). Diese Kontaktfläche hat
vorteilhafterweise Zähne,
Greifer, Spitzen, Kerben, Riefen usw., die den erweichten Thermoplast
durchdringen können,
um einzelne Mikroverschiebungen zu bewirken, die schließlich eine
Verfestigung von Fasern untereinander erzeugen (ohne Fusion oder
Verlöten
des Ganzen). Außerdem
gleiten die Druckmechanismen nicht in Kontakt mit den Fadenlitzen
und dem Thermoplast, sondern begleiten deren eventuelle Bewegung,
so dass die Naht entsteht. Es gibt somit keine relative Bewegungskomponente
des Druckmechanismus und des Thermoplasts in der Nährichtung,
d.h. parallel zur Außenfläche des Nähobjekts.
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Außerdem wird
vorteilhafterweise und erfindungsgemäß die Naht dadurch erzeugt,
dass das Nähobjekt über eine
Nähstation
einer Nähmaschine
geführt
wird und dass bei derselben Passage des Nähobjekts über die Nähstation wenigstens ein Laserstrahl
nach dem Erzeugen jedes Stichs appliziert und dann wenigstens ein
Druckmechanismus auf den erweichten Thermoplast appliziert wird.
Somit wird bei derselben Passage über die Nähstation die Naht und die Verfestigung
der benachbarten Litzen bewirkt, so dass ein Aufziehen der Naht
danach verhütet
wird. Die Erfindung verändert
somit auf keine Weise die Herstellungsdauer der Naht in Bezug auf
die einer herkömmlichen
Naht. Vom industriellen Standpunkt her gesehen bringt sie somit
keinerlei zusätzliche
Produktionskosten mit sich und verhindert darüber hinaus keine Erzeugung
eines Verheftestichs.
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Der
Begriff „Passage" des Nähobjekts
bezieht sich global auf ein einfaches Platzieren und Halten verschiedener
durch die Naht zusammenzufügender
Stücke.
Dies könnte
beispielsweise eine Nähstation
zum Nähen
von Knöpfen
an ein Kleidungsstück
beinhalten. Dieser Begriff beinhaltet auch die Tätigkeit des fortlaufenden Ziehens
von wenigstens einem das Nähobjekt
bildenden zu vernähenden
Stück über die
Nähstation,
wie bei Nähmaschinen,
die eine Naht über
wenigstens eine Stichlinie erzeugen.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß wird ein
Druckmechanismus unmittelbar nach dem Applizieren eines Laserstrahls
aufgebracht – insbesondere
unterhalb von dieser Applikation im Falle einer Naht mit wenigstens
einer Stichlinie. In jedem Fall sollte jeder Druckmechanismus auf
den Thermoplast aufgebracht werden, während dieser noch wenigstens
im teilweise erweichten Zustand ist.
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Gemäß der Erfindung
umfasst die Nähstation
vorteilhafterweise Folgendes:
- – Nähmittel,
die wenigstens eine Nähnadel
beinhalten,
- – wenigstens
ein Paar Antriebsmechanismen, zwischen denen Teile der Naht und
des Nähobjekts
zusammengedrückt
und eingespannt werden und die das Nähobjekt im Verlaufe des Nähens in
einer Richtung, Nährichtung
genannt, durch die Nähstation
treiben, wobei sich diese Antriebsmechanismen wenigstens teilweise
unmittelbar unterhalb der Nähmittel
befinden. Erfindungsgemäß wird wenigstens
ein Laserstrahl unmittelbar unterhalb der Nähmittel auf einen Teil von
wenigstens der Naht appliziert, die von den Antriebsmechanismen
eingespannt und angetrieben werden soll, und unmittelbar oberhalb
von wenigstens einem Teil von Antriebsmechanismen, die beim Einspannen
der Naht als Druckmechanismus/-men dienen, der/die auf den erweichten
Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenlitze appliziert wird/werden.
Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß wird wenigstens ein Laserstrahl unmittelbar
oberhalb eines Antriebsgreifers der Nähstation appliziert, der als
Druckmechanismus auf den erweichten Thermoplast dient.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß wird wenigstens
ein Luftstrahl unterhalb von wenigstens einem Laserstrahl und unmittelbar
oberhalb von wenigstens einem Teil appliziert, der Antriebsmechanismen
entspricht, die als Druckmechanismus/-men dienen.
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In
einer Variante kann der Druckmechanismus eine Drehantriebsvorrichtung
sein (kleines Rad, Rolle, Kugel usw.), die gerieft oder gerippt
ist. Es kann sich auch um ein Teil oder eine Verlängerung
unterhalb von einem beweglichen Drückerfuß handeln, um wenigstens ein
Stück des
Nähobjekts
anzutreiben, und mit einer vorzugsweise gerieften oder gerippten
Kontaktfläche.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß wird die
Naht mit wenigstens einem voluminösen und/oder bauschigen Nähfaden erzeugt.
Voluminöse
und/oder bauschige Fäden
sind gut bekannt und haben scheinbar getrennte Fasern. Insbesondere
wird wenigstens ein voluminöser
und/oder bauschiger Nähfaden
verwendet, der Thermoplastfasern umfasst. Dazu kann die Applikation
eines Laserstrahls so adaptiert werden, dass ein Teil der Oberflächenfasern
des Fadens erweicht wird, und der Druckmechanismus, insbesondere
in der Form eines Greifers, hat die Wirkung, den so erweichten Thermoplast
durch die anderen Fasern desselben Fadens und die des eine Nachbarlitze
bildenden Fadens zu diffundieren. Das Ergebnis ist eine quasi unsichtbare
relative Verfestigung, ohne Abflachung, aber trotzdem beständig. Die
Verwendung eines Luftstrahls ist bei solchen voluminösen und/oder
bauschigen Nähfäden besonders
vorteilhaft, da sie die Vervielfältigung
der Kontakt- und Verbindungspunkte zwischen den benachbarten Fasern
begünstigen,
die sie verbinden, ohne eine merkliche Veränderung des Aussehens oder
der mechanischen Eigenschaften der Naht.
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Somit
hat in der Erfindung der Druckmechanismus die Funktion, den erweichten
Thermoplast mit den Fasern benachbarter Litzen zu vermengen. Er
wird daher mit Druck appliziert, um die benachbarten Litzen zu zerquetschen
oder abzuflachen oder in jedem Fall die benachbarten Litzen mit
dem Thermoplast in Kontakt zu bringen, der von dem Laser erweicht
wurde.
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Außerdem wird
die Naht vorteilhafterweise und erfindungsgemäß mit Nähstichen mit verknüpften, nicht
mit verwobenen Fäden
hergestellt. So wird beispielsweise eine Naht mit einem Stich hergestellt,
der aus einem Kettenstich, einem Kantenstich und einem Deckstich
ausgewählt
ist. Dieser Stich kann auch mit einem oder mehreren Nähfäden produziert
werden. Die Erfindung ist auch auf die Verwendung eines Stichs mit
verwobenen Fäden
wie beispielsweise bei einem Steppstich anwendbar. In allen Fällen muss
die Naht auf eine solche Weise produziert werden, dass benachbarte
Litzen (parallel oder verflochten) auf wenigstens einer Seite der
Außenseite
des Nähobjekts
gebildet werden. So wird z.B. bei einem Steppstich mit zwei Fäden die Spannung
jedes Fadens beim Herstellen der Naht vorzugsweise so geregelt,
dass die Verflechtung auf der Außenseite des Nähobjekts
austritt und nicht in der Dicke des Materials dieses Nähobjekts
eingeschlossen wird.
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Die
Erfindung erstreckt sich auch auf eine Maschine zum Ausführen eines
Verfahrens gemäß der Erfindung.
Die Erfindung betrifft somit eine Maschine zur Herstellung einer
sich nicht auflösenden
Naht mit wenigstens einem verknüpften
oder verwobenen Nähfaden
und mit Stichpassagen in oder durch wenigstens eine Materialdicke
eines Objekts, Nähobjekt
genannt, das die Naht aufnimmt, die bei der Passage dieses Nähobjekts über eine
Nähstation
der Maschine erzeugt wird, die Nähmittel
aufweist, die wenigstens eine Nähnadel beinhalten
und so gestaltet sind, dass sie wenigstens eine genähte Nähfadenlitze
bilden können,
die auf der Außenseite
des Nähobjekts
neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenlitze auf der Außenseite
des Nähobjekts
verläuft,
wobei diese Maschine wenigstens eine Laserquelle aufweist, die wenigstens
einen Laserstrahl auf die Außenseite
von wenigstens einer Nähfadenlitze
applizieren kann, die auf der Außenseite des Nähobjekts
neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenlitze auf der Außenseite
des Nähobjekts
verläuft,
dadurch gekennzeichnet, dass:
- • wenigstens
eine Laserquelle so gestaltet ist, dass sie lokal wenigstens einen
Laserstrahl auf die Naht applizieren kann, um den Thermoplast auf
der Außenseite
von wenigstens einer Nähfadenlitze,
die auf der Außenseite
des Nähobjekts
neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenlitze auf der Außenseite des
Nähobjekts
verläuft,
punktuell zu erweichen,
- • sie
wenigstens einen Druckmechanismus umfasst, der so gestaltet ist,
dass er auf den erweichten Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenlitze
nach der Applikation jedes Laserstrahls und vor der vollständigen Wiedererstarrung
des erweichten Thermoplasts appliziert werden kann, um benachbarte
Litzen ganz oder teilweise gemeinsam auf der Außenseite des Nähobjekts
mittels des genannten Thermoplasts punktuell zu verfestigen.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß umfasst
jede Laserquelle eine Laserdiode mit einer Wellenlänge zwischen
780 nm und 940 nm und einer Höchstleistung
von 60 W, die einen Laserstrahl von wenigstens 1 mm, insbesondere
von etwa 800 μm
Durchmesser bildet. Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß hat jede Laserquelle
Mittel zum Regeln der Leistung des von ihr zugeführten Laserstrahls. Sie kann
auch mit Mitteln zum automatischen Justieren der Leistung des Laserstrahls
versehen sein – insbesondere
in Abhängigkeit
von der Produktionsgeschwindigkeit der Naht und/oder der Anzahl
der erzeugten Stiche.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß umfasst
die Maschine wenigstens eine Laserquelle mit der Aufgabe, den Thermoplast
zu erweichen, ohne ihn zu schmelzen, indem sie sie lokal auf eine
Temperatur gleich oder höher
als ihre Erweichungstemperatur, aber unter ihrer Schmelztemperatur,
insbesondere auf eine Temperatur von 3 bis 15°C oberhalb der Erweichungstemperatur
bringt. Vorteilhafterweise weist eine erfindungsgemäße Maschine
wenigstens eine Düse
auf, die wenigstens einen Luftstrahl bildet, der nach der Applikation
jedes Laserstrahls und vor der Applikation eines Druckmechanismus
auf die Nähfadenlitzen
gerichtet wird. Vorteilhafterweise weist eine erfindungsgemäße Maschine
wenigstens eine Düse
auf, die einen Luftstrahl mit einer Breite von etwa dem Durchmesser
des feinsten Nähfadens
mit dem Thermoplast oder schmäler
als dieser Durchmesser bildet.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß umfasst
die Maschine wenigstens eine Laserquelle, die so gestaltet ist,
die sie wenigstens einen Teil der Dicke jeder Nähfadenlitze über ihre
gesamte Länge
im nicht erweichten Zustand lässt.
Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß ist wenigstens eine Laserquelle
so gestaltet, dass sie wenigstens einen Laserstrahl so appliziert,
dass er nur einen Teil der Dicke jeder Nähfadenlitze erweicht, auf die
er appliziert wird.
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Vorteilhafterweise
ist die erfindungsgemäße Maschine
so gestaltet, dass sie bei ein und derselben Passage des Nähobjekts über die
Nähstation
wenigstens einen Laserstrahl nach dem Erzeugen jedes Stichs und
dann wenigstens einen Druckmechanismus auf den erweichten Thermoplast
applizieren kann.
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Spezieller
betrifft die Erfindung eine Maschine, deren Nähstation wenigstens ein Paar
Antriebsmechanismen aufweist, die so gestaltet sind, dass sie Teile
der Naht und des Nähobjekts
zwischen sich zusammendrücken
und einspannen und das Nähobjekt
im Laufe der Erzeugung der Naht in einer Richtung, Nährichtung genannt, über die
Nähstation
treiben, wobei sich diese Antriebsmechanismen wenigstens teilweise
unmittelbar unterhalb der Nähmittel
befinden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Laserquelle
so gestaltet ist, dass sie wenigstens einen Laserstrahl unmittelbar
unterhalb der Nähmittel
auf einen Teil von wenigstens der Naht applizieren kann, die von
den Antriebsmechanismen eingespannt und angetrieben werden soll,
und unmittelbar oberhalb von wenigstens einem Teil der Antriebsmechanismen,
die beim Einspannen der Naht als Druckmechanismus/-men dienen, der/die
auf den erweichten Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenlitze appliziert
wird/werden.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß umfasst
die Maschine wenigstens eine Düse,
die so gestaltet ist, dass sie wenigstens einen Luftstrahl unterhalb
von wenigstens einem Laserstrahl und unmittelbar oberhalb von wenigstens
einem Teil applizieren kann, der den Antriebsmechanismen entspricht,
die als Druckmechanismen dienen.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß ist wenigstens
eine Laserquelle so gestaltet, dass sie wenigstens einen Laserstrahl
unmittelbar oberhalb eines Antriebsgreifers der Nähstation
applizieren kann, der als Druckmechanismus auf den erweichten Thermoplast
dient. In einer Variante oder in Kombination betrifft die Erfindung
eine Maschine, in der die Nähstation
eine Aufnahmeplatte für
das Nähobjekt
umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeplatte wenigstens
einen für
das Laserlicht transparenten Abschnitt aufweist, und dadurch, dass
sie wenigstens eine Laserquelle mit der Aufgabe umfasst, einen Laserstrahl
durch diesen transparenten Abschnitt der Aufnahmeplatte auf den
Teil der Naht zu applizieren, der mit der Aufnahmeplatte gegenüber diesem
transparenten Abschnitt in Kontakt kommt. Dieser transparente Abschnitt
kann ein Schlitz in der Aufnahmeplatte oder ein Abschnitt der Aufnahmeplatte
aus transparentem Material sein.
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In
einer Variante oder in Kombination, vorteilhafterweise und erfindungsgemäß, ist wenigstens
eine Laserquelle so gestaltet, dass sie wenigstens einen Laserstrahl
auf einen Teil der Naht applizieren kann, der nicht mit der Aufnahmeplatte
in Kontakt kommt - insbesondere
auf eine Fläche
des Nähobjekts,
die der Fläche dieses
Objekts gegenüber
liegt, die mit der Aufnahmeplatte in Kontakt kommt. Man kann somit
benachbarte Litzen verfestigen, die auf wenigstens einer der Außenflächen des
Nähobjektes
verlaufen. Auf jeder Außenfläche kann/können eine
oder mehrere Verbindungsstichlinien ausgeführt werden. Insbesondere können zwei seitlich
verschobene Laserstrahlen zum Bilden von zwei parallelen Verbindungsstichlinien
benutzt werden.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß werden
Mittel zum Regeln der Position von wenigstens einem Laserstrahl
in Bezug auf die erzeugte Naht bereitgestellt. Insbesondere beinhaltet
im Falle einer Naht in der Form von einer oder mehreren Stichlinien
eine erfindungsgemäße Maschine
vorteilhafterweise Mittel zum Regeln der Auftreffstelle von wenigstens
einem Laserstrahl auf der Naht in einer Richtung, die zu der Nährichtung
und zum Laserstrahl orthogonal ist. Auf diese Weise kann die Position
der Auftreffstelle des Laserstrahls, und somit der Verfestigung,
lateral lotrecht zur Stichrichtung justiert werden, beispielsweise
in Abhängigkeit von
der gebildeten Naht und/oder von dem verwendeten Fadentyp.
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Vorteilhafterweise
ist eine erfindungsgemäße Maschine
so gestaltet, dass sie die Naht mit einem Stich mit verknüpften, nicht
verwobenen Fäden
erzeugt. In einer Variante ist sie so gestaltet, dass sie die Naht
mit einem Stich mit verwobenen Fäden
erzeugt, wobei die Litzen benachbarter Fäden sichtbar sind.
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Vorteilhafterweise
und erfindungsgemäß umfasst
die Maschine wenigstens einen Druckmechanismus, von dem wenigstens
ein Teil, der mit dem genannten Thermoplast in Kontakt kommt, aus
einem nichtklebenden Material ist.
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Die
Erfindung betrifft auch ein Verfahren und eine Maschine, in Kombination
durch alle oder einige der oben oder nachfolgend erwähnten Eigenschaften
gekennzeichnet.
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Die
Erfindung besteht somit darin, auf der Außenseite des Nähobjekts
benachbarte Nähfadenlitzen
zu verschweißen,
was zur Herstellung der Naht mit dem Thermoplast von wenigstens
einem dieser benachbarten Litzen führt. Dies wird dadurch erzielt,
dass einerseits ein Laserstrahl zum Erweichen des genannten Thermoplasts
in einem Ausmaß,
das es zulässt,
dass er als Litzenverbindungsmittel nach dem Kühlen wirkt, und andererseits
ein Druckmechanismus verwendet werden, der, wenn er auf diesen erweichten
Thermoplast aufgebracht wird, einen Kontakt von benachbarten Litzen
mit diesem erweichten Abschnitt des Thermoplasts gewährleistet,
und er gleichzeitig gekühlt
wird. Dies führt
zu einer Verbindung benachbarter Litzen durch diesen Thermoplast.
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Die
benachbarten Litzen können
zum selben Nähfaden
gehören,
der beispielsweise auf einer Seite und auf der Außenseite
des Nähobjekts
verknüpft
ist; oder umgekehrt zu einer Mehrzahl von getrennten Nähfäden. Die
beiden benachbarten Litzen haben vorzugsweise beide einen Thermoplast;
in einer Variante wird nur eine einzige Litze von einem Faden mit
dem Thermoplast gebildet, der mit der anderen Litze nach dem Erweichen
und unter der Wirkung des Druckmechanismus in Kontakt kommt. Jeder
Nähfaden
mit einem solchen Thermoplast kann durch ein solches Material gebildet
oder stattdessen mit diesem Material imprägniert werden oder kann von
einer Assoziation von Fasern oder Fäden vor der Herstellung der
Naht resultieren. Dieser Thermoplast ist bei Raumtemperatur fest.
In der Erfindung wird daher kein zusätzlicher Klebstoff zum Verfestigen
von Litzen verwendet, was mittels eines Materials erzielt wird,
das Teil von wenigstens einem der Nähfäden bildet.
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Unter „Thermoplast" ist somit jedes
bei Umgebungstemperatur feste Material zu verstehen, das erweichen
kann, wenn es einem Laserstrahl einer geeigneten Leistung ausgesetzt
wird. Insbesondere können
alle Synthetikmaterialien, die zur bekannten Kategorie von Thermoplastpolymeren
(Polyolefine, Polyester, Polyamide usw.) gehören, in dem erfindungsgemäßen Verfahren
als Thermoplast eingesetzt werden. Diese Materialien oder andere
zunächst
thermoplastische Materialien können
für Laserbestrahlung
wie oben angegeben durch Zugabe von Laserstrahlenabsorptionsadditiven
empfindlich und reaktionsfähig
gemacht werden.
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Es
ist bekannt, dass ein Laserstrahl zum punktförmigen Erhitzen des Thermoplasts
jenseits seines Schmelzpunktes dienen kann, z.B. um Fäden eines
Gewebes zu zerschneiden. Der Erfinder hat jedoch festgestellt, dass
es mit einem Laserstrahl möglich
ist, mit Hilfe einer sehr raschen Anfangseinstellung der zugeführten Leistung,
das Erweichen des Thermoplasts präzise zu justieren, um den gewünschten
Effekt zu erzielen, nämlich
ein entsprechendes Verfestigen benachbarter Litzen ohne Fusion.
Insbesondere ist es möglich, benachbarte
Litzen über
ihre gesamte Dicke nicht zu schmelzen oder zu erweichen und somit
die Funktionsfähigkeit
dieser Litzen der Naht zu bewahren. Diese Regelung der Leistung
des Laserstrahls wird in Abhängigkeit
vom Typ des zu erweichenden Thermoplasts und vom Zeitpunkt der Applikation
des Laserstrahls bewirkt, der in einer Maschine mit kontinuierlichem
Transport von der Produktionsgeschwindigkeit der Naht abhängig ist.
Außerdem
kann ein Laserstrahl augenblicklich, kontinuierlich, pulsiert oder
diskontinuierlich geregelt werden. Er kann auf sehr einfache Weise
in jedem Moment unterbrochen und dann wieder aufgebracht werden. Er
führt Hitze
mit sehr hoher Präzision
und mit sehr hoher Temperaturregelmäßigkeit zu, die für Veränderungen der
Außenumgebung äußerst unempfindlich
ist. Und es hat sich in der Praxis gezeigt, dass die Regelung eines Lasers
zum Erzielen einer Teilschmelzung zwar äußerst heikel ist, aber dass
dies nur für
eine Erweichung nicht der Fall ist. In diesem Fall ist der Bereich
der korrekten Regelung des Lasers in der Tat wesentlich größer.
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Es
ist ferner zu bemerken, dass die Erfindung auf industriellem Maßstab genutzt
werden kann, wobei die Konsolidierung der Naht durch Verschweißen benachbarter
Litzen automatisch, ohne Handhabung, auf der Nähstation selbst und insbesondere
in einer einzelnen Stufe erzielt werden kann, die der Nahterzeugungsstufe entspricht
(d.h. ohne eine spezielle nachfolgende Behandlungsstufe, selbst
im Fall eines Steppstichs).
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Weitere
Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der
nachfolgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausgestaltungen hervor,
die nur als nicht begrenzende Beispiele gegeben und in den Figuren
dargestellt sind. Dabei zeigt:
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1 eine
schematische Perspektivansicht einer Überwendlichnähmaschine
gemäß der Erfindung;
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2 eine
schematische vertikale Längsteilschnittansicht,
die ein Verfahren gemäß der Erfindung
illustriert, das mit der Maschine von 1 implementiert
wird;
-
3 eine
schematische Draufsicht auf 2 von oben;
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4 eine
schematische Perspektivansicht einer Maschine gemäß der Erfindung
zum Erzeugen eines Steppstichs;
-
5 eine
schematische, vertikale Längsteilschnittansicht,
die ein Verfahren gemäß der Erfindung
mit einem Steppstich und nur einem oberen Laserstrahl illustriert;
-
6 eine
schematische Draufsicht von 5 von oben;
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7 bis 9 Ansichten ähnlich 5,
die drei andere Varianten der Erfindung illustrieren;
-
10 eine
schematische Ansicht von 9 von unten;
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11 eine
Ansicht ähnlich 2,
die eine weitere Variante der Erfindung illustriert, in der das
Nähobjekt
von kleinen Rädern
und nicht von Greifern transportiert wird;
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12 eine
schematische Draufsicht auf 11 von
oben;
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13 eine
schematische vertikale Schnittansicht, die eine Nähstation
für eine
Maschine gemäß der Erfindung
zum Anbringen eines Knopfes mit einem Verfahren gemäß der Erfindung
beim Nähen
illustriert;
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14 eine
Ansicht ähnlich 13,
die eine Stufe des Aufbringens eines Auswerferdruckmechanismus nach
dem Erzeugen der Naht in einem erfindungsgemäßen Verfahren illustriert.
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1 zeigt
schematisch eine Überwendlichmaschine
gemäß der Erfindung,
die ein Gehäuse 1 umfasst,
das einen geeigneten Mechanismus trägt, und eine Platte 2 zur
Aufnahme des Nähobjekts 3,
das in dem illustrierten Beispiel ein Gewebestück ist. Die Aufnahmeplatte 2 ist
wenigstens im Wesentlichen horizontal und flach.
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Die
Maschine bildet im Wesentlichen eine Nähstation 4, die mit
Nähmitteln 5 versehen
ist, die wenigstens eine Nadel 5a zum Ein- und Durchstechen
durch wenigstens eine Materialdicke des Nähobjekts 3 umfasst.
Eine Überwendlichmaschine
beinhaltet herkömmlicherweise
auch obere und untere Maschenbildungshaken (nicht dargestellt),
die es ermöglichen,
dass Fadenmaschen über
und unter dem Gewebestück
gebildet werden, und die es zulassen, dass Nähfadenmaschen um den Rand des
Gewebestücks
gelegt werden. In 1 sind nicht alle Zubehörteile und
Komponenten der Überwendlichmaschine
dargestellt. Insbesondere sind die Fadenspulen, die Maschenbildungshaken
usw. nicht dargestellt. Darüber
hinaus kann die Überwendlichmaschine
in einer an sich bekannten Weise mit zahlreichen diversen Zubehörteilen
ausgestattet sein, wie z.B. mit einer Klinge zum Abschneiden des
Randes des Gewebeteils, mit einem oder mehreren Drückerfüßen zum
Eingreifen in das Gewebestück
oberhalb der Nadel 5 und zum Halten desselben, usw.
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Wie
aus 2 ersichtlich ist, beinhaltet die Überwendlichmaschine
in der illustrierten Variante zwei Greifer 6, 7 zum
Transportieren des Objekts 3, die sich unmittelbar unterhalb
der Nadel 5a und allgemeiner unterhalb des Nähmittels 5 befinden.
Der obere Antriebsgreifer 6 wird auf die obere Außenfläche 8 des
Objekts 3 angewendet (die Fläche gegenüber der, die mit der Aufnahmeplatte 2 in
Kontakt kommt). Dieser obere Antriebsgreifer 6 ist mit
einem geeigneten Mechanismus assoziiert und in Bezug auf das Gehäuse 1 auf
eine solche Weise montiert, dass eine wiederholte longitudinale
Transportbewegung in der Nährichtung 10 ausgeführt wird,
und die dann von dem Objekt 3 gelöst und auf herkömmliche,
an sich bekannte Weise aufwärts
zurückgeführt wird.
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Der
untere Antriebsgreifer 7 passiert durch wenigstens einen
Schlitz 11, der in der Aufnahmeplatte 2 so ausgebildet
ist, dass er mit der unteren Außenfläche 9 des
Nähobjekts 3 in
Kontakt kommt (die Fläche 9, die
mit der Aufnahmeplatte 2 in Kontakt kommt). Auch in diesem
Fall wird der untere Greifer 7 wiederholt in Längsbewegungen
in Bezug auf die Nährichtung 10 von
oben nach unten transportiert und dann vom Objekt 3 getrennt
und dann auf sukzessive Weise nach oben zurückgeführt. Die Bewegungen der beiden
Greifer 6, 7 sind vorzugsweise synchronisiert
und erfolgen gleichzeitig, so dass diese beiden Greifer 6, 7 einander
gegenüber
bleiben und das Nähobjekt 3 und
die gebildete Naht 12 zwischen sich zusammenquetschen.
Die Greifer 6, 7 befinden sich unmittelbar unterhalb
der Nadel 5a in Bezug auf die Nährichtung 10, die
der Verschiebungsrichtung des Nähobjekts 3 auf
der Nähstation 4 der
Maschine entspricht.
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In
dem in den 1 bis 3 illustrierten
Beispiel wird die Naht 12 durch einen Kantenstich gebildet, der beispielsweise
drei Fäden
umfasst, einschließlich
einem Nadelfaden 13, der eine Stichlinie 27 über das Material
und parallel zum Rand 14 des Nähobjekts 3 bildet,
einem oberen Maschenfaden 15, der einem serpentinenförmigen Pfad
auf der Oberseite 8 des Objekts 3 folgt und bei
jedem Stich mit dem Nadelfaden 13 verknüpft wird, und einem unteren
Maschenbildungsfaden 16, der einem serpentinenförmigen Pfad
auf der Unterseite 9 des Nähobjekts 3 folgt,
mit dem Nadelfaden 13 bei jedem Stich und auch mit dem
oberen Maschenbildungsfaden 15 auf der Außenseite
des Nähobjekts 3 am
Rand 14 entlang verknüpft
wird, um eine externe Verankerungslinie 28 dieser beiden
Maschenbildungsfäden 15, 16 um
den Rand 14 des Nähobjekts 3 zu
bilden.
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Mit
einem solchen Stich werden somit benachbarte Nähfadenlitzen auf der oberen
Außenfläche 8 des Nähobjekts 3 und
benachbarte Nähfadenlitzen
auf der unteren Außenfläche 9 des
Nähobjekts 3 gebildet. Ebenso
hat der Stich Zonen der Verwebung der Nähfäden 13, 15 oder 13, 16 oder 15, 16 auf
der Außenseite des
Nähobjekts 3.
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Die
in den 1 und 2 illustrierte Maschine hat
zwei Laserstrahlen 17, 18, d.h. einen oberen Laserstrahl 17 und
einen unteren Laserstrahl 18. Der obere Laserstrahl 17 wird
von einer oberen Laserquelle 19 emittiert, die an dem Gehäuse 1 der
Maschine mit einer Halterung 20 montiert ist, die mit einer
transversalen Horizontalschraube 21, einem Flansch 22,
der den Körper
der Laserquelle 19 umgibt und durch einen Schlitz 23 in
der Halterung 20 passiert und von einer Schraube 24 festgeklemmt
wird, an dem Gehäuse 1 befestigt
ist. Der Schlitz 23 in der Halterung 20 verläuft in einer
Richtung wenigstens im Wesentlichen orthogonal zur Nährichtung 10.
Somit bilden die Halterung 20, der Flansch 22 und
die Schrauben 21, 24 Mittel zum Justieren der relativen
Position der Auftreffstelle 25 des Laserstrahls 17 auf
der Naht 12 in Bezug auf diese Naht 12. Die Schraube 21 lässt es zu,
dass die Laserquelle 19 um eine transversale horizontale
Achse allgemein orthogonal zur Nährichtung 10 schwenkt.
Auf diese Weise kann die Position der Auftreffstelle 25 des
Laserstrahls 17 longitudinal entlang der Nährichtung 10 mittels
dieser Schraube 21 justiert werden. Der Schlitz 23 erlaubt
eine Translationsbewegung der Laserquelle 19 und somit
des Laserstrahls 17 lateral in Bezug auf die Nährichtung 10.
Die Schraube 24 zum Festklemmen des Flansches lässt es auch
zu, dass die Laserquelle 19, und somit der Laserstrahl 17,
um eine Schwenkachse im Wesentlichen parallel zur Nährichtung 10 schwenkt,
und lässt es
daher zu, dass die laterale Position der Auftreffstelle 25 des
Laserstrahls 17 auf der erzeugten Naht 12 justiert
wird.
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Gemäß der Erfindung
wird die Position des Laserstrahls 17 mit Hilfe dieser
Justiermittel so justiert, dass sich die Auftreffstelle 25 dieses
Laserstrahls 17 auf der erzeugten Naht 12 unmittelbar
unterhalb der Nadel 5a und oberhalb des oberen Antriebsgreifers 6 befindet,
wie in 2 gezeigt ist. Somit erweicht die Auftreffstelle 25 des
oberen Lasers 17 unmittelbar nach und unterhalb der Bildung
der Naht 12 durch die Nähmittel 5 (einschließlich der
Nadel 5a) den Thermoplast, der wenigstens einen der Nähfäden benachbarter
Fadenlitzen bildet, die von dieser Naht resultieren. In dem in 3 gezeigten
Beispiel ist ersichtlich, dass der obere Maschenbildungsfaden 15 benachbarte
Litzen bildet, die sich zwischen der durch den Nadelfaden 13 gebildeten
Stichlinie 27 und dem äußeren Rand 14 des
Objekts 3 schlängeln.
Während
das Objekt 3 in die Nähstation passiert
und in Nährichtung
transportiert wird, wird der obere Laserstrahl 17 auf die
unterschiedlichen benachbarten Litzen appliziert und erweicht den
Thermoplast, der einen Teil dieses oberen Maschenbildungsfadens 15 bildet.
Direkt unterhalb der Auftreffstelle 25 wird der obere Greifer 6 auf
sukzessive und repetitive Weise auf die Naht 12 und somit
auf den Thermoplast des oberen Maschenbildungsfadens 15 aufgebracht,
durch die Auftreffstelle 25 des oberen Laserstrahls 17 erweicht.
Dabei drückt
der Greifer 6 auf den erweichten Thermoplast benachbarter
Litzen des oberen Maschenbildungsfadens 15, was den Effekt
hat, dass diese benachbarten Litzen zu zweit durch einen Thermoplastabschnitt
vereinigt werden, um Verbindungsstellen 26 zu bilden, wie
in 3 schematisch dargestellt ist. Der obere Antriebsgreifer 6 bildet
somit einen Druckmechanismus, der auf die erweichten Thermoplastabschnitte
aufgebracht wird. Dieses Aufbringen bewirkt auch ein Kühlen und
Verfestigen des Thermoplasts.
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Es
ist zu bemerken, dass es ausreicht, wenn wenigstens einer der Nähfäden einen
solchen Thermoplast auf seiner Außenseite hat, so dass er erweicht
wird, wenn die Auftreffstelle 25 des Laserstrahls 17 mit diesem
Thermoplast Kontakt erhält.
Dazu können
einfach Nähfäden aus
Thermoplastmaterial oder Fäden
verwendet werden, die zuvor mit einem Thermoplast verbunden wurden.
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Anstatt
die Auftreffstelle 25 des Laserstrahls 17 auf
den geschlängelten
benachbarten Litzen des oberen Maschenbildungsfadens 15 zu
steuern, ist es auch möglich,
diese Auftreffstelle 25 so zu steuern, dass sie auf die
Stichlinie 27 des Nadelfadens 13 und somit auf
die Zonen des Verwebens dieses Nadelfadens 13 mit dem oberen
Maschenbildungsfaden 15 auftrifft. Es ist auch möglich, nicht
nur einen einzigen oberen Laserstrahl 17, sondern zwei
getrennte Laserstrahlen vorzusehen, von denen der eine eine Auftreffstelle
in der Nähe der
Zonen des Verwebens des Nadelfadens 13 und des oberen Maschenbildungsfadens 15 und
der andere eine Auftreffstelle auf den geschlängelten benachbarten Litzen
des Maschenbildungsfadens 15 hat.
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Die
in 1 dargestellte Maschine hat auch einen unteren
Laserstrahl 18, der dem oberen Laserstrahl 17 ähnlich ist
und von einer unteren Laserquelle 29 emittiert wird, die
mittels einer Halterung 30, einer transversalen Horizontalschraube 31,
einem Flansch 32, einem in der Halterung 30 ausgebildeten
Schlitz 33 und einer Schraube 34 zum Festklemmen
des Flansches 32 am Gehäuse 1 der
Maschine befestigt ist, wobei diese unterschiedlichen Elemente 30 bis 34 alle
den Elementen 20 bis 24 ähnlich sind, die eine Montage
und Justierung der oberen Laserquelle 19 zulassen. Somit
kann die Position der unteren Laserquelle 29 auch in Bezug auf
das Gehäuse 1 justiert
werden, um die Position der Auftreffstelle 35 des unteren
Laserstrahls 18 auf der Naht 12 longitudinal in
Bezug auf die Nährichtung 10 und
lateral in Bezug auf diese Nährichtung 10 zu
justieren.
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Wie
in 2 gezeigt, passiert der untere Laserstrahl 18 durch
den Schlitz 11 in der Aufnahmeplatte 2 auf eine
solche Weise, dass er mit der Naht 12 auf der Seite der
unteren Außenfläche 9 des
Nähobjekts 3 in Kontakt
kommt. Der untere Laserstrahl 18 hat eine Auftreffstelle 35,
die sich ebenfalls unterhalb des Nähmittels 5 - insbesondere unterhalb
der Nadel 5a – und
direkt oberhalb des unteren Greifers 7 befindet, der als
Druckmechanismus dient und den erweichten Thermoplast unterschiedlicher
benachbarter Litzen des Nähfadens vermengt
und diesen Thermoplast kühlt,
um ihn zur Bildung von Verbindungsstellen 36 zu erhärten. Auch
hier ist es möglich,
nicht nur einen einzigen unteren Laserstrahl 18, sondern
mehrere benachbarte Laserstrahlen zu benutzen, um mehrere untere
parallele Laserschweißstellenlinien
zu bilden. Die beiden Greifer 6, 7 werden synchron
bewegt und üben
Druck auf die Fadenlitzen gegeneinander aus, wobei das Nähobjekt
dazwischen eingeschlossen ist.
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Als
Thermoplast kann jedes Material verwendet werden, das ausreichend
erweicht werden kann, um nach dem Kühlen eine relative Verfestigung
benachbarter Nähfadenlitzen
zu bilden (Litzen des Nadelfadens, mit Litzen eines Maschenbildungsfadens
oder benachbarten Litzen desselben Maschenbildungsfadens verwoben,
oder auch verwobene Litzen aus zwei Maschenbildungsfäden usw.).
Es kann z.B. ein Polyamid oder ein Polyolefin, z.B. ein Polyethylen
oder ein Polypropylen, oder ein Polyester oder ein Copolymer oder
eine Mischung aus diesen Materialien verwendet werden. So kann beispielsweise
wenigstens ein Nähfaden
verwendet werden, der durch einen Hauptkern aus einem Aramidfaden
gebildet ist, der von 30 bis 40 Gew.-% Polypropylenfasern umgeben
ist.
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Dieses
Material kann vorteilhafterweise einen oder mehrere Additive wie
z.B. Pigmente beinhalten, die den Laserstrahl absorbieren, was die
Erweichung erleichtert. Es kann auch ein Nähfaden aus einem nicht thermoplastischen
Material mit einem solchen Thermoplast selbst beim Nähen imprägniert werden,
indem der Faden durch eine Imprägnierungsvorrichtung
(ein Flüssigbad,
Kontakt mit einem Puffer, einen Vorsprung usw.) des von der Maschine
getragenen Fadens geleitet wird.
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Jeder
Laserstrahl 17, 18 kann den Thermoplast auf eine
Temperatur, Arbeitstemperatur genannt, bringen, die über seiner
Erweichungstemperatur liegt, aber weitaus niedriger ist als seine
Schmelztemperatur, nämlich
auf eine Arbeitstemperatur, die 3°C
bis 15°C,
insbesondere um 5°C
höher als
die Erweichungstemperatur und wenigstens 20°C tiefer als die Schmelztemperatur
ist.
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Die
nachfolgende Tabelle gibt Beispiele für Arbeitstemperaturen, die
für verschiedene
Materialien geeignet sind.
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Vorzugsweise
kann ein voluminöser
und/oder bauschiger Nähfaden
mit Thermoplastfasern oder -litzen, möglicherweise im Gemisch mit
anderen Fasern oder Litzen, die nicht aus Thermoplast bestehen,
verwendet werden. In diesem Fall, und im Gegensatz zu dem, was in 3 dargestellt
ist, ist die so hergestellte Schweißstelle praktisch unsichtbar,
wobei der erweichte und geschmolzene Thermoplast sich mit den unterschiedlichen
benachbarten Litzen nicht in der Form eines Schweißklumpens
oder -punktes, sondern in der Form einer Vielzahl von Mikroverbindungsstellen
der unterschiedlichen benachbarten Litzen infolge der Verwendung
des Greifers 6, 7 als Druckmechanismus vermischt,
die in der Praxis den erweichten Thermoplast an einer Vielzahl getrennter
Punkte presst. In der Tat ist zu bemerken, dass in der Praxis die
Verwendung von bauschigen Nähfäden mit
einem Antriebsgreifer 6, 7 die Erzielung einer
Schweißstelle
erlaubt, die ein späteres Aufziehen
der Naht im Wesentlichen verhindert, ohne dass diese Schweißstelle
für das
bloße
Auge tatsächlich sichtbar
ist, und ohne die Charakteristiken und die mechanischen Eigenschaften
der Naht 12 und des Objekts 3 zu verändern.
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Es
ist auch zu bemerken, dass die Auftreffstellen 25, 35 der
Laser 17, 18 sich auf der Außenseite des/der Nähfadens/-fäden befinden
und den Thermoplast an der Kontaktstelle zwischen der Naht 12 und
dem Nähobjekt 3 selbst
nicht schmelzen. Infolgedessen wird die Naht 12 nicht auf
das Objekt 3 geschweißt
oder daran erhärtet.
Es hindert jedoch nichts daran, die Ausrichtung der Laserstrahlen 17, 18 bei
Bedarf so zu regeln, dass eine gewisse Inkrustation zwischen der
Naht 12 und dem Objekt 3 entsteht. Im Allgemeinen
ist eine solche Inkrustation jedoch nicht nützlich oder auch nur wünschenswert.
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Wie
ersichtlich ist, reicht es aus, die die Laserstrahlen 17, 18 bildenden
Quellen 19, 29 in die Maschine zu integrieren,
um eine äußerst effektive
Verstärkung
der Naht 12 zu erhalten, die sich danach nicht mehr auflöst. Diese
Verstärkung
stört die
Herstellung der Naht 12 insbesondere in Bezug auf ihre
Ausführungsgeschwindigkeit
in keiner Weise. Die Naht 12 kann sogar mit Hochgeschwindigkeitsstichen
unabhängig
vom Nähobjekt 3 erzeugt
werden, das aus einem beliebigen Material bestehen kann (Gewebe,
Gestrick, Leder, Synthetikmaterial, usw.).
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Die
verwendeten Laserquellen 19, 29 haben vorzugsweise
eine regelbare Leistung, die so gewählt wird, dass das gewünschte Erweichen
des Thermoplasts erzielt wird. In der Praxis können z.B. Infrarotlaser, z.B.
CO2-Infrarot-Diodenlaser mit einer Höchstleistung
von 60 W, einer Wellenlänge
zwischen 780 nm und 940 nm, einem Laserstrahldurchmesser in der
Größenordnung
von 800 μm
und einer niedrigen Divergenz, zum Einsatz kommen. Solche Laserquellen
sind im Handel beispielsweise von der Firma COHERENT aus Santa Clara,
Kalifornien, USA, unter dem eingetragenen Markennamen FAP-SYSTEM® erhältlich.
Ein programmierbarer automatischer Mechanismus kann zum automatischen
Regeln der Leistung jedes Laserstrahls 17, 18 insbesondere
gemäß der Produktionsgeschwindigkeit
der Naht 12 (Betriebsdrehzahl der Maschine) und/oder dem
Material der Nähfäden und/oder
der Anzahl der pro Längeneinheit
erzeugten Stiche vorgesehen werden.
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Die
Laserquellen 19, 29 der Maschine sind natürlich mit
einer geeigneten Stromversorgung verbunden. Es ist zu bemerken,
dass anstatt des Montierens der Quellen 19, 29 direkt
am Gehäuse 1 auf
eine justierbare Weise wie oben beschrieben diese Quellen 19, 29 auch
fest an einer beliebigen anderen Stelle des Gehäuses 1 der Maschine
montiert und mit optischen Fasern oder ummantelten Linsen verbunden
werden können,
deren Enden regulierbar am Gehäuse 1 jeweils über und
unter der Naht 12 montiert werden können, am Ort der in 1 gezeigten
Quellen 19, 29. Wie dem auch sei, die Ausrichtung
und die Position der Auftreffstellen 25, 35 der
Laserstrahlen 17, 18 müssen unbedingt präzise bestimmt
und justiert werden können.
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4 zeigt
eine weitere Ausgestaltung einer Maschine gemäß der Erfindung, die spezieller
zum Herstellen eines Steppstichs gestaltet ist. Auch hier werden
zwei Laserstrahlen 17, 18 bereitgestellt, nämlich ein oberer
Laserstrahl 17 und ein unterer Laserstrahl 18.
Die beiden Laserquellen 19, 29 werden von einer
gemeinsamen Stromversorgung 40 versorgt, die mit zwei separaten
Regelknöpfen 41, 42 jeweils
für eine
der beiden Laserquellen 19, 29 ausgestattet ist.
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In
der in 4 gezeigten Variante umfassen die Nähmittel 5 eine
Nähnadel 5a und
eine Spule 5b (in 4 nicht
gezeigt). Diese Maschine beinhaltet einen unteren Antriebsgreifer 7 und
zwei obere Antriebsgreifer 45, 46, nämlich einen
Nadelgreifer 45 mit einem Schlitz 47, durch den
die Nadel 5a passiert und der sich gleichzeitig und synchron
mit der Nadel 5a parallel zur Nährichtung 10 auf und
ab sowie vor und zurück
bewegt. Dieser Nadelgreifer 45 wird zwischen die beiden
Frontzähne
des hinteren oberen Hauptantriebsgreifers 46 in der Form
eines Drückerfußes eingeführt, der
ebenfalls sukzessiv vor und zurück
parallel zur Nährichtung 10 sowie auf
und ab zum Transportieren des Nähobjekts 3 bewegt
wird. Ein solcher Mechanismus mit zwei oberen Antriebsgreifern 45, 46,
einschließlich
einem Nadelgreifer 45, ist an sich bekannt. Die beiden
Antriebsgreifer 45, 46 werden im Allgemeinen nicht
synchron und mit derselben Geschwindigkeit transportiert, da der
Nadelgreifer 45 den Bewegungen der Nadel 5a folgt,
die am Transport des Nähobjekts 3 beteiligt
ist, während
der hintere obere Hauptantriebsgreifer 46 eine größere longitudinale
Antriebsamplitude haben kann. Eine solche Antriebsvorrichtung erlaubt
insbesondere die Herstellung eines Steppstichs mit zwei Fäden, nämlich einem
Nadelfaden 37 und einem Spulenfaden 38, wobei
der Letztere von einer Spule 5b zugeführt wird, die beispielsweise
auf einer vertikalen Achse rotiert und mit einem Haken zum Verweben
der Fäden 37, 38 bei
jedem Stich ausgestattet ist.
-
In
den in den 5, 7 und 8 gezeigten
Varianten wird nur der obere Laserstrahl 17 verwendet,
es wird kein unterer Laserstrahl verwendet. Die Spannung des Nadelfadens 37 wird
vorzugsweise in Bezug auf die des Spulenfadens 38 erhöht, um zu
bewirken, dass die Verwebungspunkte über der Oberseite 8 des
Nähobjekts 3 nach
außen
austreten. Auf diese Weise erweicht die Auftreffstelle 25 des
Lasers 17 den Thermoplast des Nadelfadens und/oder des
Spulenfadens in deren Verwebungszonen.
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Vorteilhafterweise
wird der obere Laserstrahl 17 so positioniert, dass sich
die Auftreffstelle 25 zwischen dem Nadelgreifer 45 und
dem hinteren Hauptgreifer 46 befindet, d.h. unterhalb des
Nadelgreifers 45 und oberhalb dieses Hauptgreifers 46.
So wirkt der hintere obere Hauptgreifer 46 als Druckmechanismus
(im Gegensatz zum unteren Greifer 7 und/oder der Aufnahmeplatte 2)
zum Vermischen des erweichten Thermoplasts und zum Verfestigen der
Litzen.
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7 zeigt
eine Herstellungsvariante, in der ein Steppstich mit einem unteren
Antriebsgreifer 7 und einem einzigen oberen Antriebsgreifer 46 erhalten
wird, der ebenfalls einen Drückerfuß bildet.
In dieser Variante ist der obere Greifer 46 mit einem Schlitz 47,
durch den die Nadel 5a passiert, und einem zweiten Schlitz 48 versehen,
durch den der obere Laserstrahl 17 passiert.
-
In
der in 8 gezeigten Variante wird die Nadel 5a von
einem Nadelträger 54 getragen,
auf dem ein nach unten verlaufender Stab 55 montiert ist,
dessen unteres Ende einen Pressschuh 56 bildet. Dieser
Stab 55 wird in axialen Translationsbewegungen in Bezug
auf einen Träger 57 geführt, der
an sich translationsstarr mit dem Nadelträger 54 ist. Eine Zugfeder 58 befindet
sich zwischen dem oberen Ende 59 des Stabs 55 und dem
unteren Ende 60 des Trägers 57,
um den Stab 55 nach unten zurückzudrücken. Auf diese Weise bewegt sich
der Pressschuh 56 in abwechselnden vertikalen Translationsbewegungen
mit der Nadel 5a. An der unteren Position der Nadel 5a kommt
der Pressschuh 56 mit der Naht 12 in Kontakt,
mit der er von der Feder 58 an der Stelle mit Druck beaufschlagt
wird, wo zwei benachbarte Litzen des Nadelfadens 37 vertikal
von derselben Stichöffnung
in der Oberseite 8 des Objekts 3 austreten, die
von der Nadel 5a während
des unmittelbar vorhergehenden Stichs gebildet wird. Der obere Laserstrahl 17 ist
so ausgerichtet, dass er eine Auftreffstelle 25 bildet,
insbesondere auf diesen beiden Litzen, um sie zu erweichen. Die
Auftreffstelle 25 des oberen Laserstrahls 17 befindet
sich geringfügig
oberhalb – oder
verläuft
in jedem Fall nach oben – der
Kontaktstelle des Pressschuhs 56 mit der Naht 12.
Die Innenfläche
des Pressschuhs 56 ist vorzugsweise krallen- oder bürstenförmig gerippt
oder gezackt, um das erweichte Material besser zu durchdringen,
ohne es abzuflachen. Der Pressschuh 56 bewirkt somit das
Verschweißen
dieser beiden Litzen, deren äußerer Teil
erweicht ist.
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Es
ist zu bemerken, dass in einer nicht dargestellten Variante ein
solcher Pressschuh durch ein spezifisches, gemäß den Anforderungen programmiertes
Stellglied betätigt
werden kann. Seine Bewegungen können
dann von denen der Nähelemente 5,
insbesondere des Nadelträgers 54,
unabhängig
gemacht werden.
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In
der in den 9 und 10 gezeigten
Variante wird ein einziger unterer Laserstrahl 18 und kein oberer
Laserstrahl 17 verwendet. Darüber hinaus repräsentiert
diese Variante das Beispiel mit einem Einzelfaden-Kettenstich 49,
mit einem oberen Antriebsgreifer 46, der einen Drückerfuß mit einem
Schlitz 45 bildet, durch den die Nadel 5a passiert,
und einem unteren Antriebsgreifer 7, oberhalb dessen der
untere Laserstrahl 18 eine Auftreffstelle 35 auf
benachbarten verwobenen Litzen des Nähfadens 49 bildet,
der den Kettenstich bildet. Im Falle eines Kettenstichs wie in den 9 und 10 gezeigt,
erfolgt die Verschweißung
mit dem Thermoplast an den Verwebungsstellen der unterschiedlichen
Maschen des verknüpften
Nähfadens
und/oder zwischen den parallelen Litzen dieser Maschen. Der untere
Antriebsgreifer 7 dient als Druckmechanismus beim Treffen
auf den oberen Greifer 46 und bildet Schweißstellen 26 der
Fadenlitzen 49 an deren Verflechtungsstelle, wo der Thermoplast
durch den Laserstrahl 18 erweicht wird. Ein doppelter Maschenbildungshaken 5c,
der um eine transversale horizontale Achse rotiert, ist zur Bildung
von Maschen mit dem einzelnen Nähfaden 49 vorgesehen.
In 10 ist der Haken 5c nicht dargestellt.
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11 zeigt
eine weitere Variante, in der das Nähobjekt 3 in Nährichtung 10 nicht
mit Antriebsgreifern, sondern mit einer kleinen oberen Rolle 50 und
einer kleinen unteren Rolle 51 transportiert wird. Diese
beiden Rollen 50, 51 werden so in Drehung versetzt,
dass sie das Nähobjekt 3 in
Nährichtung 10 transportieren.
Die untere Rolle 51 passiert durch einen Schlitz 52 in
der Aufnahmeplatte 2 und kommt mit dem Nähobjekt 3 in Kontakt.
Wie in 12 gezeigt, kann die Rotationsachse
der oberen Rolle 50 und/oder der unteren Rolle 51 mehr
oder weniger in Bezug auf die Horizontale geneigt sein, und der
Kontaktbereich dieser Rollen 50, 51 mit dem Nähobjekt 3 und
mit der Naht 12 kann gerieft, gezackt oder gewellt sein
oder kann eine andere unregelmäßige Kontaktfläche haben.
Im Allgemeinen werden solche Antriebsrollen 50, 51 zum
Vernähen
von brüchigen
Materialien wie Leder verwendet, die keinen Kontakt mit Greifern
aushalten können,
die ihre Oberfläche beeinträchtigen
können.
In dem in 11 gezeigten Beispiel wurden
ein oberer Laserstrahl 17 und ein unterer Laserstrahl 18 direkt
unterhalb der Nadel 5a vorgesehen, die sich wiederum unterhalb
eines Drückerfußes 53 befindet.
Es ist das Beispiel eines Kantenstichs illustriert.
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Die 11 und 12 zeigen
auch Luftstrahlen 70, 71, nämlich einen oberen Luftstrahl 70 aus
einer oberen Düse 72,
die durch ein oberes Rohr 74 mit Druckluft versorgt wird,
und einen unteren Luftstrahl 71 aus einer unteren Düse 73,
die durch ein unteres Rohr 75 mit Druckluft versorgt wird.
Diese Luftstrahlen 70, 71 werden auf die benachbarten
Fadenlitzen unmittelbar oberhalb der Druckmechanismen (Rollen 50, 51 in
dieser Variante) appliziert, um die erweichten Thermoplastfasern
zu dispergieren, bevor diese dem Druck von Druckmechanismen 50, 51 ausgesetzt
werden, um die benachbarten Litzen zu verfestigen. Diese Luftstrahlen 70, 71 befinden
sich unterhalb der Auftreffstellen des Lasers 17, 18.
Sie sind sehr fein, um eine korrekte Dispersion von Fasern zu bewirken
und um keinen zu starken Druckluftstrahl aufzubringen, der den Thermoplast vor
seiner Wiedererstarrung kühlt.
Gegebenenfalls kann die verwendete Luft erhitzt werden, damit der
Thermoplast in Kontakt mit den Druckmechanismen 50, 51 weich
bleibt.
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Diese
Luftstrahlen 70, 71 oder andere Luftstrahlen können auf
der Maschine vorgesehen werden, um bestimmte Teile der Maschine
zu kühlen,
die sich erhitzen würden,
z.B. Metallteile, die mit Laserstrahlen 17, 18 in
Abwesenheit eines Nähobjekts
in Kontakt kommen; und/oder um die Ausgänge von Laserquellen 19, 29 (Diodenausgänge oder
Enden von optischen Fasern...) zu reinigen, durch die die Strahlen 17, 18 austreten und
die vielleicht verschmutzt wurden. Solche Luftstrahlen 70, 71 sind
zwar nur für
die Variante der 11 und 12 dargestellt,
sie können
aber in allen oben und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen
zum Einsatz kommen.
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Die
Luftstrahlen 70, 71 werden mit Luft mit einem
Druck von etwa 3,105 Pa oder mehr versorgt,
und die Düsen 72, 73 haben
einen sehr geringen Durchmesser von etwa dem des/der Nähfadens/-fäden, der/die mit
Thermoplast versehen ist/sind, oder kleiner als dieser Durchmesser.
Die Düsen 72, 73 werden
in unmittelbarer Nähe
(so nahe wie möglich
an) zu den Nähfadenlitzen 12 platziert,
um die Fasern des Fadens dispergieren zu können, auf die der entsprechende
Luftstrahl appliziert wird.
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Der/die
Druckmechanismus/-men kann/können
aus verschiedenen starren Materialien hergestellt sein (Metalle,
Synthetikmaterialien usw.). Vorteilhafterweise wird wenigtens für den Teil
des/der Mechanismus/-men, der mit dem erweichten Thermoplast in
Kontakt kommt, ein Antihaftmaterial verwendet, das beispielsweise
zur Gruppe der Fluorkohlenstoffpolymere gehört, insbesondere PTFE oder
TEFLON®,
an dem der erweichte Thermoplast beim Nähen nicht anhaftet, so dass
das Auftragen der Rückstände und
die Entwicklung von schädlicher
Reibung vermieden wird. Diese Lösung
ist besonders für
mehrfarbige Ziernähte
in Relief vorteilhaft, wo auch das Vermischen von Farben vermieden
wird.
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Am
Ende der Naht können
ein oder mehrere Steppstiche (durch Umkehren der Transportrichtung
des Objekts durch die Maschine) gebildet werden. Diese(r) Steppstich(e)
wird/werden ebenfalls mit dem Thermoplast verfestigt, der ihre benachbarten
Litzen verfestigt.
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In
der Variante der 13 und 14 ist
die Nähstation
der Maschine nicht vom Antriebstyp, d.h. das Nähobjekt 63 wird nicht über die
Nähstation
bewegt. In dem illustrierten Beispiel wird dieses Nähobjekt
von einer Gewebedicke 63 und einem Knopf 64 gebildet,
die mit an sich bekannten Knopfannähmitteln zusammengenäht werden,
aber mittels eines Nähfadens 68 mit
einem Thermoplast wenigstens auf der Außenseite dieses Nähfadens.
Die Nähmittel
umfassen im Allgemeinen eine Nadel 5a und einen Haken 5b.
Die Aufnahmeplatte 2 hat einen Schlitz 65, durch
den die Nadel 5a passiert. Ein unterer Laserstrahl 18 kann
auf die erzeugte Naht in Richtung auf die untere Außenfläche 66 des
Gewebes 63 gerichtet werden, um den Thermoplast des Nähfadens 68 beim
Herstellen dieser Naht zu erweichen. Es ist zu bemerken, dass die
Naht benachbarte Litzen des Nähfadens 68 bildet,
die nacheinander von dem Laserstrahl 18 erweicht werden
und einander beim Herstellen der Naht überlappen. Allein dadurch werden
diese unterschiedlichen Litzen während
des Nähens
verfestigt. Darüber
hinaus kann eine Auswerfervorrichtung 67 vorgesehen werden,
die so beweglich ist, dass sie durch den Schlitz 65 passiert
und mit dem unteren Teil der Naht nach der Beendigung derselben
in Kontakt kommt. Diese Auswerfervorrichtung 67, die in
Kontakt mit verschiedenen erweichten, einander benachbarten Litzen
des Nähfadens 68 gebracht
wird, dient als Druckmechanismus, hat eine unregelmäßige, z.B.
gezackte, Kontaktfläche
und bewirkt somit die Verfestigung dieser Litzen miteinander, so
dass ein nachfolgendes Aufziehen verhindert wird. Somit werden selbst
bei einem Reißen
einer der Maschen des Nähfadens 68,
die durch den Knopf gebildet wurden, die anderen Maschen weiterhin
festgehalten und die Naht zieht sich nicht auf. 14 zeigt
die Auswurfposition, in der die Auswerfervorrichtung 67 mit
der gebildeten Naht in Kontakt kommt, wodurch die Litzen verfestigt
werden. Die Fläche
der Auswerfervorrichtung 67, die mit den erweichten Litzen von
Nähfaden 68 in
Kontakt kommt, ist nicht glatt, sondern hat im Gegenteil die Form
eines Greifers, um eine Mehrzahl von Mikroschweißstellen in den Litzen des
Fadens 68 zu erzeugen.
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Ebenso
wie in den 13 und 14 gezeigt,
kann ein oberer Laserstrahl 17 die Litzen des Nähfadens über dem
Knopf 64 erweichen. Der Nadelträger 54 hat auch einen
Stab 55, der einen Pressschuh 56 bildet, der mit
Druck mittels einer Feder 58 auf die erweichten Fadenlitzen 68 appliziert
wird, um sie beim Herstellen der Naht miteinander zu verschweißen, wie
in der Variante von 8. Aber auch hier kann/können die Auswerfervorrichtung 67 und/oder
der Pressschuh 56 aus einem nichthaftenden Material gebildet
sein.
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Die
erfindungsgemäße Maschine
kann mit Sicherheitsmechanismen oder -vorrichtungen (nicht dargestellt)
versehen sein. So kann beispielsweise eine automatische Vorrichtung
den Betrieb der Laserquellen 19, 29 unterbrechen,
wenn kein Nähobjekt 3 auf
der Arbeitsplatte 2 liegt (dessen Anwesenheit mit einer
fotoelektrischen Zelle erfasst wird) und/oder wenn der vertikal
bewegliche Drückerfuß 46, 53 zum
Mitführen
eines Nähobjekts 3 in
einer oberen Position ist. Somit wird eine Applikation von Laserstrahlen 17, 18 auf
die Metallteile der Maschine vermieden. Ebenso wird vorteilhafterweise
ein Gehäuse
vorgesehen, das die Nähstation 4 umgibt,
aus einem transparenten Material, das Laserstrahlen filtert, um
den Benutzer zu schützen,
indem jede parasitäre
Reflexion in Richtung auf den Benutzer vermieden wird.
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Die
Erfindung kann Gegenstand zahlreicher anderer Ausführungsvarianten
als denen sein, die oben beschrieben und in den Figuren lediglich
anhand von nicht begrenzenden Beispielen dargestellt wurden. Insbesondere
kann sie auf andere Stichtypen und auf Stiche mit einer anderen
Fadenzahl angewendet werden. Ferner können die unterschiedlichen
Varianten miteinander kombiniert werden.
