DE69531541T2

DE69531541T2 - Verfahren und vorrichtung zum manipulieren und nähen von flexiblen textilflächengebilden

Info

Publication number: DE69531541T2
Application number: DE69531541T
Authority: DE
Inventors: R. Michael PORTER; Steven Marcangelo; J. John KIRBY; E. Charles MULCAHEY
Original assignee: L&P Property Management Co
Current assignee: L&P Property Management Co
Priority date: 1994-03-17
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 2004-06-09
Anticipated expiration: 2015-03-18
Also published as: EP0750696B1; EP0750696A1; US5529004A; EP0750696A4; US5908004A; CN1051820C; DE69531541D1; ES2204947T3; AU3197695A; CN1146222A; WO1995025194A1; ATE247732T1; PT750696E

Description

QUERVERWEIS AUF ÄHNLICHE ANMELDUNG
Bei der vorliegenden Anmeldung handelt es sich um eine Teilfortführung der US-Anmeldung mit dem Aktenzeichen Nr. 08/210,881, angemeldet am 17. März 1994 mit dem Titel „Verfahren und Vorrichtung zum Handhaben von flexiblen Stoffen".
GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Handhaben von flexiblem Stoff und betrifft im Spezielleren eine Maschine, die einen oberen Stoffabschnitt einer Matratzenhülle derart manipuliert, dass alle Ränder desselben automatisch mit einem seitlichen Stoffabschnitt verbunden werden können.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Moderne Matratzen beinhalten im Allgemeinen eine Innenkonstruktion und eine Matratzenhülle, die die Innenkonstruktion vollständig bedeckt. Die Hülle ist an der Innenkonstruktion mittels eines Flansches befestigt, der mit der Innenkonstruktion unter Verwendung von Bogenringen oder dergleichen verbunden ist.
Bei dem Inlettmaterial einer Matratzenhülle kann es sich um einen beliebigen Typ handeln, wie z.B. flaches oder gestepptes bzw. wattiertes Material, wobei die Hülle im Allgemeinen einen identischen oberen und unteren Stoffabschnitt sowie einen seitlichen Stoffabschnitt aufweist, der den oberen und den unteren Abschnitt miteinander verbindet. Der obere und der untere Abschnitt können direkt mit dem seitlichen Abschnitt vernäht sein, mittels Einfassungsband verbunden sein oder unter Verwendung eines Einsatzes befestigt sein.
Zur Reduzierung der Herstellungskosten werden Versuche unternommen, den seitlichen Stoffabschnitt automatisch an dem oberen Stoffabschnitt anzubringen. Typischerweise wird bei diesen Versuchen die Innenkonstruktion stationär auf einem Tisch gehalten und die Matratzenhülle über der Innenkonstruktion positioniert. Eine selbstfahrende Nähmaschine verbindet dann den seitlichen und den oberen Abschnitt beispielsweise mittels Einfassungsband, indem sie sich über einen Schienenmechanismus um den Tisch herum bewegt. An dieser grundlegenden Konstruktion sind viele Modifikationen vorgenommen worden, wobei diese aus Gründen der Kürze hier nicht wiederholt werden.
In jüngerer Zeit ist das Grundprinzip der antriebsmäßigen Bewegung der Nähmaschine um die Matratze herum umgekehrt worden: Nun wird die Matratze bewegt und nicht die Nähmaschine. Zum Beispiel beschreibt das US-Patent Nr. 4,043,282 eine Matratzenband-Randschließmaschine, bei der die Matratze und die Hülle in einem Winkel in Bezug auf eine stationäre Maschine angehoben werden. Die Matratze wird dann an der Maschine vorbei bewegt. Ferner beschreibt das US-Patent Nr. 4,838,186 eine Nähmaschine, die Presserelemente aufweist, die um eine vertikale Achse drehbar gelagert sind, um eine rotationsmäßige Bewegung der Matratzenhülle zu ermöglichen. Ferner beschreibt das US-Patent Nr. 4,958,579 eine Vorrichtung zum Nähen der Ränder einer Matratzenhülle an eine Innenkonstruktion, wobei die Vorrichtung einen schwenkbaren Arm zum rotationsmäßigen Bewegen der Matratzenkonstruktion aufweist. Weitere Nähvorrichtungen mit Einrichtungen zum rotationsmäßigen Bewegen der Stoffstücke während des Nähvorgangs sind auch in den Dokumenten US 4,742,789 , US 4,141,304 , FR 1 567 893, DE 31 39 426 und DE 37 12 493 offenbart. Das Dokument EP 0 220 368 beschreibt eine Nähmaschine, die mit einer Bürste ausgestattet ist, um ein gestepptes Material für den Nähvorgang mit Druck zu beaufschlagen.
Einige dieser Maschinen sind aufwendig, da sie an der gesamten Matratzenkonstruktion arbeiten. Andere haben Schwierigkeiten beim Aufrechterhalten einer „Dimensionierung" mit hoher Qualität, wobei es sich auf dem Gebiet der Matratzen um eine Notwendigkeit handelt. „Dimensionierung" ist ein in der Technik bekannter Begriff, wobei sich dieser auf eine gleichmäßige Nähaus führung und gleichmäßige Abmessungen einer Matratze sowie im Allgemeineren auf deren Erscheinungsbild bezieht.
Für den Fachmann ist erkennbar, dass ein Bedarf für eine kostengünstige und zuverlässige Maschine zum Bilden von Matratzenhüllen besteht.
Daher besteht ein Ziel der Erfindung in der Schaffung einer kostengünstigen Maschine zum Handhaben von flexiblen Stoffen unter Aufrechterhaltung einer Dimensionierung mit hoher Qualität.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Schaffung eines Verfahrens und einer Vorrichtung zum Handhaben von Matratzenhüllen sowie anderen flexiblen Stoffen, so dass die Zufuhr des Materials zu der Vorrichtung automatisch überwacht und korrigiert wird, um eine Dimensionierung mit hoher Qualität sicherzustellen.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, den Stoffabschnitt derart vorzubereiten, dass sichergestellt ist, dass kein Stoffabschnitt-Füllmaterial aus der Inlettschicht heraussteht.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Erreicht werden diese und weitere Ziele mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Handhaben von flexiblen Stoffen, wie z.B. dem oberen Stoffabschnitt einer Matratzenhülle. Die Erfindung arbeitet in Verbindung mit einer herkömmlichen Nähmaschine, die zum Verbinden des oberen Stoffabschnitts und eines seitlichen Stoffabschnitts verwendet wird. Bei dem Verbindungsvorgang kann es sich um mehrere Typen handeln, einschließlich eines direkten Vernähens der beiden Stoffabschnitte und eines Flansches bzw. einer Paspel, eines Verbindens der beiden Stoffabschnitte und einer Paspel mit Randband oder eines Verbindens der beiden Stoffabschnitte und einer Paspel mit einem Einsatz. In jedem Fall muss die verwendete herkömmliche Nähmaschine die erforderliche Vorrichtung zum Aufnehmen und Verbinden des seitlichen Stoffabschnitts sowie weiterer Verbindungsmaterialien, z.B. Randband, aufwei sen. An der herkömmlichen Maschine sind bestimmte Modifikationen vorzunehmen, die im Folgenden beschrieben werden.
Eine obere Stoffbahn wird durch einen Vorschubmechanismus der Nähmaschine eine Arbeitsfläche entlang gezogen. Bei einem Ausführungsbeispiel unterstützt ein Paar Schlitten mit automatisch betätigten Klemmen das Positionieren und Voranbewegen des oberen Abschnitts entlang der Arbeitsfläche. Ein Rand des oberen Stoffabschnitts wird durch bekannte Techniken mit einem Rand des seitlichen Stoffabschnitts verbunden. Dieser Verbindungsvorgang setzt sich entlang der gesamten Länge des Randes fort. Die Erfindung stellt dann ein Ende des Randes fest und handhabt den oberen Abschnitt automatisch derart, dass ein anschließender Rand verbunden werden kann.
Ein Gesichtspunkt der Erfindung beinhaltet einen Detektor zum Feststellen, wenn das Ende des soeben verbundenen Randes sich in einer feststehenden Distanz von der Nadel der Nähmaschine befindet. Zu diesem Zeitpunkt schickt die Erfindung ein Anzeigesignal zu der Nähmaschine, so dass diese die Nähgeschwindigkeit während der Handhabung des Stoffabschnitts verlangsamen kann.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung beinhaltet einen Schwenkarm, der in der Nähe der Nähmaschine in Berührung mit dem oberen Stoffabschnitt abgesenkt wird. Der Schwenkarm tritt mit dem oberen Stoffabschnitt in der Nähe einer Ecke desselben in Berührung, wobei der Stoffabschnitt um diesen Berührungspunkt gedreht wird. Vorzugsweise ist ein Lagermechanismus vorhanden, um eine einfache Drehung zu ermöglichen.
Ein weiterer Gesichtspunkt beinhaltet einen Detektor zum Feststellen, wenn ein Ende des Rands des gerade verbundenen Stoffabschnitts sich in einer zweiten feststehenden Distanz von der Nadel befindet. Eine Steuerung empfängt ein Signal von dem Detektor und veranlasst einen Bewegungsarm, mit dem oberen Stoffabschnitt in Berührung zu treten. Der Arm wird dann gedreht, was wiederum eine Drehung des Stoffabschnitts hervorruft. Bei einem Ausführungsbeispiel drückt der Bewegungsarm auf die obere Oberfläche des oberen Stoffab schnitts an einer von dem Rand des oberen Abschnitts beabstandeten Stelle. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel beinhaltet der Bewegungsarm eine automatisch betätigte Klemme und einen Sensor zum Feststellen eines Rands des oberen Stoffabschnitts, und der Bewegungsarm ergreift den Rand und zieht an dem oberen Stoffabschnitt, um diesen um den Schwenkarm zu drehen. Bei Beendigung des Rotationsvorgangs ist ein anschließender Rand des oberen Stoffabschnitts in Bereitschaft für einen anschließenden Verbindungsvorgang mit einem verbleibenden Bereich des seitlichen Stoffabschnitts positioniert.
Zur Sicherstellung, dass der obere Stoffabschnitt korrekt aufgenommen wird, beinhaltet ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung einen Ausrichtungsdetektormechanismus zum Feststellen der Längsausrichtung des Rands des oberen Stoffabschnitts, der mit dem seitlichen Stoffabschnitt verbunden wird. Der Ausrichtungsdetektor liefert ein Signal, das die Ausrichtung des oberen Stoffabschnitts anzeigt, an die Steuerung.
Ein Korrekturrad wird in Verbindung mit dem Ausrichtungsdetektor verwendet, um den oberen Stoffabschnitt korrekt auszurichten. Das Korrekturrad ist in Querrichtung von der Nähnadel relativ zu der Vorschubrichtung der Nähmaschine in einem Abstand angeordnet. Das Korrekturrad beinhaltet ein Aufnahmerad, das mit dem oberen Stoffabschnitt in Eingriff tritt und den oberen Stoffabschnitt in Richtung auf die Nähmaschine zieht, und zwar in Verbindung mit dem Zuführmechanismus der Nähmaschine sowie synchron mit der Nähmaschine. Die Geschwindigkeit des Aufnahmerads läßt sich mittels der Steuerung modifizieren.
Die Steuerung koordiniert den Betrieb des Korrekturrads relativ zu der Ausrichtung des oberen Stoffabschnitts. Wenn die Steuerung ein Signal von dem Ausrichtungsdetektor erhält, das anzeigt, dass der Rand des oberen Stoffabschnitts in Bezug auf eine „wahre Richtung" fehlausgerichtet ist, kann die Steuerung die Geschwindigkeit des Aufnahmerads entweder beschleunigen oder verlangsamen. Das Drehmoment, das aus dem Betrieb des Aufnahmerads mit einer anderen Geschwindigkeit als der des Vorschubmechanismus der Nähmaschine resultiert, veranlasst eine Drehbewegung des oberen Stoffabschnitts. Durch Modifizieren der Geschwindigkeit des Aufnahmerads kann die Steuerung somit eine Bewegung des Stoffabschnitts in Ausrichtung veranlassen.
Zur Gewährleistung, dass die vernähten Ränder nicht ausbauchen, beinhaltet ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung eine Stoff-Flachdrückeinrichtung zum Drücken von Füllung innerhalb des oberen Stoffabschnitts in Richtung auf eine Schnittkante des oberen Stoffabschnitts. Die Flachdrückeinrichtung ist vor der Nähnadel positioniert und hat eine schraubenlinienförmige Gestalt, wobei der schmalste Bereich innen, in Richtung auf das Zentrum des oberen Stoffabschnitts angeordnet ist. Die Flachdrückeinrichtung greift an dem oberen Stoffabschnitt an und dreht diesen, wobei die wendelförmige Gestalt ein Drücken der Füllung nach außen hervorruft.
Die Flachdrückeinrichtung arbeitet in Verbindung mit einer Stoffabschnitt-Schneideinrichtung, die in Bezug auf die Nähnadel quer angeordnet ist. Die Stoffabschnitt-Schneideinrichtung arbeitet in zeitlicher gesteuerter Relation zu der Nadel, so dass, während die Nadel die Materialien verbindet, die Stoffabschnitt-Schneideinrichtung die Materialien in einer feststehenden Distanz von der Nadel einer Schneidbearbeitung unterzieht. Dieser Schneidvorgang sorgt für eine gleichmäßige Dimensionierung, indem sichergestellt ist, dass die Materialien in einer feststehenden Distanz von dem Schneidrand verbunden sind. Die Stoffabschnitt-Schneideinrichtung stellt ferner sicher, dass jegliches vorstehende Füllmaterial, das sich aufgrund der Flachdrückeinrichtung ergibt, ebenfalls abgeschnitten wird. Die Stoffabschnitt-Schneideinrichtung macht jedoch das Vorhandensein der Flachdrückeinrichtung nicht unbedingt erforderlich und kann auch ohne diese verwendet werden.
Zur Gewährleistung eines sauberen Schnittes der Paspel bzw. des Flansches beinhaltet ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung eine Paspel-Schneideinrichtung zum Schneiden der Paspel in Querrichtung am Ende der Anbringung.
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zum Verbinden des oberen Stoffabschnitts und des seitlichen Stoffabschnitts, das folgende Schritte beinhaltet: (a) Zuführen eines oberen Stoffabschnitts zu einer Nähma schine; (b) Zuführen eines seitlichen Stoffabschnitts zu der Nähmaschine; (c) Vernähen eines Rands des oberen Stoffabschnitts mit einem Rand des seitlichen Stoffabschnitts; (d) Detektieren einer Ecke des oberen Stoffabschnitts; und (e) ansprechend auf die Detektion der Ecke, Drehen des oberen Stoffabschnitts, so dass ein nachfolgender Rand des oberen Stoffabschnitts mit dem Rand des seitlichen Stoffabschnitts vernäht werden kann. Dieses Verfahren kann auch weitere Gesichtspunkte beinhalten, wie z.B. folgende: Detektieren der Längsausrichtung des oberen Stoffabschnitts in Bezug auf eine wahre Richtung; und Korrigieren der Ausrichtung des oberen Stoffabschnitts, so dass diese mit der wahren Richtung ausgefluchtet ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den Begleitzeichnungen noch deutlicher verständlichen; darin zeigen:
1 eine erste Perspektivansicht der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung;
1A eine zweite Perspektivansicht der Erfindung;
2 eine Seitenansicht der Vorrichtung der 1 einschließlich des Korrekturrads;
3A bis 3C Darstellungen zur Veranschaulichung des Drehvorgangs des Verfahrens der vorliegenden Erfindung;
4A eine von oben gesehene Draufsicht zur Erläuterung des Antriebszuges des Korrekturrads;
4B eine Seitenaufrissansicht zur Erläuterung des Antriebszuges der 4A;
5A und 5B Darstellungen eines starren Fußes und eines Federfußes, die mit einem Stoffabschnitt in Eingriff treten;
5C eine Darstellung einer alternativen Ausführungsform des distalen Endes des Bewegungsarms;
5D eine teilweise weggeschnittene Ansicht eines distalen Endes eines Bewegungsarms der Vorrichtung der 1;
5E eine Darstellung zur Erläuterung von Stoffabschnitt-Ausbauchen;
6 eine von oben gesehene Draufsicht zur Erläuterung der Stoffabschnitt-Flachdrückeinrichtung in Relation zu dem Schuh und der Stoffabschnitt-Schneideinrichtung;
7 eine vergrößerte Seitenaufrissansicht der Stoffabschnitt-Schneideinrichtung in Relation zu dem Schuh, der Stoffabschnitt-Flachdrückeinrichtung und der Paspel-Schneideinrichtung;
8 ein Blockdiagramm zur Erläuterung der Arbeitsweise der Steuerung;
9 eine schematische Aufrissansicht unter Darstellung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Nähvorrichtung der vorliegenden Erfindung;
10 eine partielle, teilweise weggeschnittene Perspektivansicht der Nähvorrichtung der 9;
11 eine partielle Perspektivansicht des distalen Endes des Bewegungsarms der Vorrichtung der 9 und 10;
12 eine im Schnitt dargestellte Seitenansicht eines Bereichs des distalen Endes des Arms der 11;
13 eine partielle Perspektivansicht von einem Bereich der Vorrichtung der 9;
14 eine partielle Perspektivansicht der Vorrichtung der 13 unter Darstellung des Schlittens in einer angehobenen Position;
15 eine partielle Perspektivansicht der Vorrichtung der 9, wobei sich die Schlitten in einer Ausgangsposition befinden;
16 eine partielle Perspektivansicht der Vorrichtung der 15 in einer weiteren Betriebsposition;
17 eine partielle Perspektivansicht der Vorrichtung der 15 in einer weiteren Betriebsposition;
18 eine partielle Perspektivansicht der Vorrichtung der 15 in noch einer weiteren Betriebsposition;
19 eine partielle Perspektivansicht der Vorrichtung der 15 in noch einer zusätzlichen Betriebsposition, in der der Stoffabschnitt gedreht wird;
20 eine partielle Perspektivansicht der Vorrichtung der 15 in noch einer weiteren Betriebsposition;
21 eine schematische, von oben gesehene Draufsicht auf die Vorrichtung der 9 unter Darstellung des Stoffabschnitts und der Vorrichtung in einer Betriebsposition;
22 eine schematische, von oben gesehene Draufsicht auf die Vorrichtung der 9 unter Darstellung des Stoffabschnitts und der Vorrichtung in einer weiteren Betriebsposition;
23 eine schematische, von oben gesehene Draufsicht auf die Vorrichtung der 9 unter Darstellung des Stoffabschnitts und der Vorrichtung in noch einer weiteren Betriebsposition;
24 eine schematische, von oben gesehen Draufsicht auf die Vorrichtung der 9 unter Darstellung des Stoffabschnitts und der Vorrichtung in einer zusätzlichen Betriebsposition;
25 eine schematische, von oben gesehen Draufsicht auf die Vorrichtung der 9 unter Darstellung des Stoffabschnitts und der Vorrichtung in noch einer weiteren Betriebsposition; und
26 eine schematische, von oben gesehene Draufsicht auf die Vorrichtung der 9 unter Darstellung des Stoffabschnitts und der Vorrichtung in noch einer weiteren Betriebsposition.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Handhaben von flexiblem Material, wie z.B. einen oberen Abschnitt einer Matratzenhülle, so dass alle Ränder des oberen Abschnitts automatisch mit einem zweiten Material, beispielsweise einer Paspel bzw. einem Flansch, verbunden werden können. Eine herkömmliche Nähmaschine mit bestimmten Modifikationen, wie sie im Folgenden beschrieben werden, wird zum Verbinden des oberen Abschnitts und des seitlichen Abschnitts verwendet. Die Nähmaschine nimmt die Stoffmaterialien mittels geeigneter Vorschubmechanismen für das zu verbindende Material auf. Die Erfindung stellt fest, wenn sich das Ende des Rands des gerade verbundenen oberen Stoffabschnitts in einer bestimmten Distanz von der Nähmaschinennadel befindet. Die Erfindung veranlasst die Nähmaschine dann zur Verlangsamung der Nähgeschwindigkeit. Nachdem sich der Stoffabschnitt über eine zweite feststehende Distanz bewegt hat, veranlasst die Erfindung dann einen Schwenkarm zum Angreifen an dem Stoffabschnitt, wobei die Erfindung anschließend einen Bewegungsarm zum Angreifen an dem oberen Stoffabschnitt und Drehen desselben veranlasst. Als Ergebnis hiervon wird der obere Stoffabschnitt gedreht, so dass ein nachfolgender Rand des oberen Stoffabschnitts für die Verbindung bereit ist. Die herkömmliche Nähmaschine kann zum Zählen von Stichen programmiert sein, um dadurch festzustellen, wenn alle der Ränder des oberen Stoffabschnitts vollständig mit dem zweiten Material verbunden sind. Obwohl die Erfindung auf Stoffabschnitte Bezug nimmt, die bei der Herstellung von Matratzenhüllen verwendet werden, kann die Erfindung auch bei der Produktion von anderen flexiblen Stofferzeugnissen, wie z.B. Tagesdecken, verwendet werden.
Ein Ausführungsbeispiel des Drehmechanismus sowie des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, die die Maschine 10 und die zugehörige Steuerung 200 beinhalten, werden nun unter spezieller Bezugnahme auf die 1, 1A und 8 beschrieben. Die Maschine 10 beinhaltet eine Stepp- bzw. Näheinrichtung 80, Eckendetektoren 40a und 40b, einen Schwenkarm 50, einen Bewegungsarm 20, ein drehbares Element 35, einen Schuh 60, eine Detektoranordnung 70 sowie ein Korrekturrad 30 in Relation zu einer Arbeitsfläche 11 und einem Rahmen 5. Die Steuerung 200 liefert elektronische Steuersignale und Luftdruck zu verschiedenen Luftleitungen für die im Folgenden beschriebenen Komponenten. Die Konstruktion der pneumatischen Logik 201 und der elektronischen Logik 202 ergibt sich bei Lektüre der nachfolgenden Beschreibung.
Der Tisch weist eine Arbeitsoberfläche 11 auf. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Tisch um einen Luftströmungstisch.
Unter Bezugnahme auf 1 arbeitet die Erfindung in Verbindung mit einer herkömmlichen Näheinrichtung 80, die bestimmte Modifikationen aufweist, wie diese im Folgenden beschrieben sind. Ein Beispiel hierfür ist eine Maschine, wie z.B. die Porter 1000 oder die Porter 518 (die einen Überwendlichstich ausführt), wie diese von der Porter Sewing Machine Inc., Beverly, Massachusetts, vertrieben werden. Es können andere Näheinrichtungen zum Verbinden der Mate rialien z.B. mit Randband oder einem Einsatz verwendet werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet die Näheinrichtung 80 eine Steuerung und einen Codierer, so dass Stiche gezählt werden können. Das Zählen von Stichen kann dann für die Bestimmung verwendet werden, wann der obere Stoffabschnitt vollständig verbunden ist. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel kann jedoch anstatt eines Zählens von Stichen die Steuerung bei jeder Rotationsbewegung des Stoffabschnitts weitergeschaltet werden, um dadurch die Anzahl von Rotationsbewegungen bzw. Drehungen zu zählen. Da Näheinrichtungen in der Technik bekannt sind, werden diese nicht weiter erläutert. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erhält die Näheinrichtung 80 ein elektronisches Signal von der Steuerung 200, das der Näheinrichtung die Anweisung gibt, die Nähgeschwindigkeit zu verlangsamen, wie dies im Folgenden erläutert wird.
Die Näheinrichtung 80 erhält die Materialien normalerweise entlang einer wahren Richtung, die als „A" dargestellt ist. Die Materialien werden entlang der jeweiligen Ränder mittels bekannter Techniken verbunden. Ein Eckendetektor 40a ist in einer feststehenden Distanz relativ zu der Nadel positioniert, um das Vorhandensein einer Ecke des oberen Stoffabschnitts zu detektieren. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei dem Detektor 40a um einen Ultraschall-Näherungsdetektor, wobei dieser auf einer Seite der Arbeitsoberfläche 11 in einem Abstand von 5 Inch in Längsrichtung von der Nadel angebracht ist. Es können auch andere Detektoren verwendet werden, wie z.B. ein fotoelektrischer diffundierter Infrarot-Sensor, wie er z.B. von Teletmechanique hergestellt wird. Der Infrarot-Sensor verwendet einen Einzelkopf, der einen Infrarot-Sender und -Empfänger enthält. Der Detektor 40a liefert ein erstes Anzeigesignal zu der Steuerung bei Detektion einer Ecke.
Bei Empfang des ersten Anzeigesignals gibt die Steuerung der Näheinrichtung 80 die Anweisung, ihre Nähgeschwindigkeit zu verlangsamen. Dies erfolgt derart, dass die Näheinrichtung den Stoffabschnitt sowohl langsamer vernäht als auch an diesem zieht, während dieser in der nachfolgend beschriebenen Weise gedreht wird, so dass der Stoffabschnitt nicht über die Stelle hinaus bewegt wird, an der er einer Schwenkbewegung unterzogen werden soll.
Ein zweiter Detektor 40b ist in ähnlicher Weise angebracht, und zwar vorzugsweise in einem Abstand an einer Stelle von 3 oder 4 Inch in Längsrichtung von der Nadel. Dieser Detektor liefert ein zweites Anzeigesignal zu der Steuerung an dieser Stelle. Diese Stelle wird als Tangentenstelle des Stoffabschnitts bezeichnet und stellt den Beginn der abgerundeten Ecke oder die Stelle dar, an der zu der Ecke tangentiale Linien von einer parallelen Richtung zu dem Rand des Abschnitts zu einer nicht-parallelen Richtung zu dem Rand des Abschnitts übergehen. Bei Empfang des zweiten Signals veranlasst die Steuerung einen Schwenkarm 50 zur Ausführung einer Absenkbewegung in Berührung mit dem oberen Stoffabschnitt an einer Ecke 300 (siehe 3A), die durch den soeben verbundenen Rand 301 sowie den Rand 302 gebildet ist, dessen Nähe durch den Eckendetektor 40a festgestellt worden ist. Der Schwenkarm 50 beinhaltet eine drehbare Scheibe 51, die ein Lager aufweist, um eine freie Rotation der Scheibe zu ermöglichen. Die Scheibe 51 bildet einen Drehpunkt, um den der obere Stoffabschnitt drehbar ist. Der Arm 50 und die Scheibe 51 befinden sich in einer feststehenden Distanz in Querausrichtung mit der Nadel relativ zu der Richtung A, so dass der Drehpunkt eine Fortsetzung des Nähvorgangs ermöglicht, während der Stoffabschnitt gedreht wird.
Die Steuerung 200 veranlasst einen Bewegungsarm 20 zum in Eingriff Treten mit dem oberen Stoffabschnitt ansprechend auf das zweite Anzeigesignal. Der Bewegungsarm 20 weist einen Schwenkpunkt 20a auf, der an einem drehbaren Element 35 angebracht ist. Eine Zylinderhalterung 21a ist an dem Element 35 angebracht und auf einer distalen Seite des Schwenkpunkts 20a angeordnet. Die Halterung 21a hält einen Druckluftzylinder 21. Der Zylinder 21 ist an dem Bewegungsarm 20 angebracht, und somit wird der Bewegungsarm 20 ansprechend auf die Steuerung um den Schwenkpunkt 20a angehoben und abgesenkt.
An dem distalen Ende des Bewegungsarms 20 befinden sich ein starrer Fuß 22 und ein Federfuß 23. Diese sind in einer vergrößerten Darstellung in 5 gezeigt. Der Federfuß 23 beinhaltet eine Druckfeder 23B und einen Kragen 23A, der das Ausmaß an Kompression der Feder 23B begrenzt. Wenn der Bewe gungsarm 20 in Berührung mit dem oberen Stoffabschnitt 305 abgesenkt wird, tritt somit zuerst der Federfuß mit dem Stoffabschnitt in Berührung und beaufschlagt diesen mit Druck, wonach der starre Fuß damit in Berührung tritt, wie dies in den 5A und 5B zu sehen ist. Die beiden Berührungsstellen schaffen eine feste Angreifstelle für die Drehung des Stoffabschnitts.
Der starre Fuß 22 und der Federfuß 23 sind mit einem Joch 206 verbunden, das durch eine Schwenkachse 20c an dem Arm 20 angebracht ist. Die Schwenkachse 20c ermöglicht dem Joch 20b eine Schwenkbewegung nach außen, wie dies durch den Pfeil H dargestellt ist, wenn der Federfuß 23 mit dem oberen Stoffabschnitt in Berührung tritt. Dies verhindert ein Wellen des Stoffabschnitts, wie dies in 5E gezeigt ist, wie dies aus der nach unten und nach innen gehenden Bewegung des Arms 20 resultieren kann, wenn die Füße starr angebracht wären. Unter Bezugnahme auf die fragmentarische weggeschnittene Ansicht 5D hebt eine Rückstellfeder 20d das Joch 20b an.
Die Rotationsbewegung des Bewegungsarm 20 wird nun unter Bezugnahme auf 1 beschrieben.
Der Rahmen 5 haltert einen Zahnradantrieb 25a, der mit einem Lager 25c montiert ist und an einer Welle 25d angebracht ist. Die Welle 25d wird durch einen Riemen 25b rotationsmäßig bewegt, und zwar ansprechend auf einen elektrischen Schrittmotor 25e. Der Motor 25e wiederum arbeitet ansprechend auf die Steuerung. Ein Zahnrad 35a ist an einem drehbaren Element 35 angebracht und tritt mit dem Zahnradantrieb 25a in Eingriff. Dadurch wird das drehbare Element 35 unter der Steuerung der Steuerungseinrichtung zur Ausführung einer Drehbewegung veranlasst. Wenn sich das Element 35 dreht, dreht sich auch der Bewegungsarm 20.
Unter Bezugnahme auf die 3A bis 3C, die stark vereinfacht sind, ist der Bewegungsarm 20 in seiner Ausgangsstellung vorzugsweise in einem anfänglichen stumpfen Winkel Θ relativ zu der wahren Richtung A angeordnet. Die 3B und 3C zeigen die mittlere Position bzw. die Endposition des Stoffabschnitts 305, während dieser um 90° verschwenkt wird. Wie zu sehen ist, kommt es aufgrund der Positionierung des Arms 20 in seinem Winkelbereich Θ von Θ-90° zu keiner Störung oder Beeinträchtigung mit einer Bedienungsperson in der Nähe der Näheinrichtung 80.
Das Verfahren zum Handhaben des Stoffabschnitts wird unter Bezugnahme auf die 1 bis 3 beschrieben. Materialien werden entlang eines Rands 301 miteinander verbunden. Wenn eine Ecke 306 detektiert wird, treten der Schwenkarm 50 und der Bewegungsarm 20 von der Oberseite her mit dem Stoffabschnitt 305 in Eingriff und veranlassen diesen zur Drehung. Während des Drehvorgangs arbeitet die Näheinrichtung 80 mit einer verminderten Geschwindigkeit, um den Nähvorgang entlang der Ecken 306 des Stoffabschnitts auszuführen. Anschließend ist ein nachfolgender Rand 302 bereit für die Verbindung, wobei der gesamte Prozess automatisch abläuft. Es werden Stiche gezählt, um den Abschluss der Anbringung festzustellen, oder es wird die Anzahl der Drehungen des Stoffabschnitts gezählt.
Unter Bezugnahme auf 5C kann alternativ der Federfuß 23 durch einen Schaufelfuß mit einem Schaufelelement 23C ersetzt werden. Der Arm 20 wäre dann derart positioniert, dass der Schaufelfuß mit der Arbeitsoberfläche 11 in Berührung tritt. Der Arm 20 dreht sich, so dass die Schaufel 23C unter den Stoff gleitet, und der Arm wird anschließend weiter abgesenkt, so dass der starre Fuß 22 von oben her an dem Stoffabschnitt angreift, während die Schaufel 23C von unten her daran angreift. Der Arm wäre anfangs parallel zu dem Rand 301 der 3A positioniert. Dieser Griff-Typ ist für weniger steife Stoffabschnitte, wie z.B. Tagesdecken bzw. Bettüberwürfe bevorzugt.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beinhaltet die Erfindung ferner eine Paspel-Schneideinrichtung 95. Unter Bezugnahme auf 7 schneidet die pneumatische Paspel-Schneideinrichtung 95 das Paspelmaterial an dem Ende der Anbringung, d.h. nach dem Nähen aller Ränder, ab. Der Schneidvorgang erfolgt quer zu der Längsrichtung A. Als Ergebnis hiervon hat die Paspel einen saubereren Schnitt, als dies bei Schneiden derselben von Hand erzielbar ist.
Unter Bezugnahme auf die 6 und 7 gemeinsam beinhaltet ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Näheinrichtung 80 eine Schneideinrichtung 81 vom Wilcox-Gibbs-Typ zum Schneiden von Material in Längsrichtung, während das Material genäht wird, um dadurch eine Dimensionierung mit hoher Qualität zu schaffen. Die Stoffabschnitt-Schneideinrichtung 81 bewegt sich synchron mit Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 nach oben und nach unten. Dabei schafft die Schneideinrichtung 81 die Fähigkeit zum Runden der Ecken (307, 3A) des oberen Stoffabschnitts 305, während diese gedreht werden, und sie schneidet einen Rand (301, siehe 3A) des Stoffabschnitts in einer feststehenden Distanz von dem Stich ab. Die Schneideinrichtung arbeitet synchron mit der Nadel, wie dies in der Technik bekannt ist. Die Nadel 83 erzeugt typischerweise einen Kantenstich, während die Nadel 85 typischerweise einen Kettenstich erzeugt.
Eine weitere Ausführungsform der Dreh- und Stoffhandhabungsvorrichtung sowie des entsprechenden Verfahrens der vorliegenden Erfindung wird nun unter spezieller Bezugnahme auf die 9 bis 26 beschrieben. Dabei werden bei Bedarf gleiche Bezugszeichen für entsprechende Teile verwendet. Dieses Ausführungsbeispiel beinhaltet eine Maschine 10 mit einer Näheinrichtung 80, die Nadeln 83 und 85 und eine Schneideinrichtung 81 aufweist, einen Schwenkarm 50, einer zugeordneten Steuerung 200, einer Steuerkonsole 207 sowie einer Arbeitsoberfläche 11, bei der es sich in der angegebenen Weise vorzugsweise um einen Luftströmungstisch handelt. Dieses Ausführungsbeispiel wird in Verbindung mit einem Stoffabschnitt 500 beschrieben, wie z.B. einem oberen Stoffabschnitt einer Matratzenhülle, der Ränder 501, 502, 503 und 504 (21) aufweist.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Handhabung eines Stoffabschnitts 500 aus flexiblem Stoff durch eine Vorrichtung unterstützt, die zwei Schlitten einen ersten Schlitten 510 und einen zweiten Schlitten 512, einen Bewegungsarm 550 sowie einen Wagen 570 aufweist. Die Schlitten 510 und 512 bewegen sich in der wahren Richtung A entlang der Oberfläche 11. Die Schlitten 510 und 512 können in einer beliebigen herkömmlichen Weise durch ein Antriebssystem 514 bzw. 516 angetrieben werden. Typischerweise handelt es sich bei den Systemen 514 und 516 um Seil- bzw. Riemenantriebe, die durch Servomotoren 518 bzw. 520 voneinander unabhängig betrieben werden. Das System 514 beinhaltet ein Seil bzw. einen Riemen 515, das bzw. der an dem einen Ende an der einen Seite des Schlittens 510 angebracht ist und an dem anderen Ende an der anderen Seite des Schlittens 510 angebracht ist. Das Seil 515 ist über Seil- bzw. Riemenscheiben 522 geführt, die an jedem Ende seiner Bewegungsstrecke angeordnet sind. In ähnlicher Weise ist das Seil 517 über Seilscheiben 524 geführt, die an jedem Ende seiner Bewegungsstrecke angeordnet sind, und das Seil 517 ist an seinen jeweiligen Enden an gegenüberliegenden Seiten des Schlittens 512 angebracht. Typischerweise sind die Seile 515 und 517 jeweils um Seilscheiben 469 an zugehörigen Servomotoren 518 und 520 herumgeführt.
Jeder Schlitten 510 und 512 beinhaltet eine jeweilige pneumatisch betätigte Klemme 526 (16) und 528 (13). Jede Klemme 526 und 528 weist eine jeweilige untere Platte 530 und 532 sowie einen jeweiligen oberen, schwenkbeweglich angebrachten Klemmenarm 534 und 536 auf. Jeder Arm 534 und 536 wird durch einen zugeordneten pneumatischen Zylinder 538 und 540 betätigt. Platten 530 und 532 bewegen sich oder gleiten die Oberfläche 11 entlang und sind dünn genug ausgebildet, damit sie zwischen einen Stoffabschnitt 500 und die Oberfläche 11 gleiten, ohne jegliche Bewegung des Stoffabschnitts 500 hervorzurufen. Auf der Platte 530 ist ein Näherungssensor 542 angeordnet, der dazu ausgebildet ist, einen Rand des Stoffabschnitts 500 zu detektieren. Der Sensor 542 detektiert einen Rand des Stoffabschnitts 500, während sich der Schlitten 510 in Richtung auf diesen Rand bewegt. Wenn der Sensor 542 von dem Stoffabschnitt 500 bedeckt ist, bleibt der Klemmenarm 534 in einer angehobenen Position. Wenn der Sensor 542 einen Rand des Stoffabschnitts 500 passiert und nicht mehr durch den Stoffabschnitt 500 verdeckt ist, betätigt die Steuerung 200 den Zylinder 538, um eine Klemmbewegung des Arms 534 in Richtung nach unten gegen die Platte 530 zu erzeugen und dadurch einen Rand des Stoffabschnitts 500 gegen den Schlitten 510 zu klemmen. Typischerweise handelt es sich bei dem Sensor 542 um einen fotoelektrischen diffundierten Infrarot-Sensor, wie er z.B. von Telemechanique hergestellt wird. Ein Ultraschall-Positionssensor oder Näherungssensor könnte ebenfalls verwendet werden. Der Zylinder 540 wird betätigt, um den Arm 536 nach unten zu verschwenken und dadurch einen Rand des Stoffabschnitts 500 festzuklemmen, wobei dies ansprechend auf von der Steuerung 200 empfangene Signale stattfindet. Wie zu sehen ist, ist die Klemme 526 an dem Schlitten 510 typischerweise derart ausgerichtet, dass sie einen dem Rand 503 des Stoffabschnitts 500 benachbarten Rand 501 festklemmt, wobei der Rand 501 allgemein parallel zu der wahren Richtung verläuft. Die Klemme 528 ist an dem Schlitten 512 derart ausgerichtet, dass sie einen Rand 502 festklemmt, der in einer zu der wahren Richtung A allgemein rechtwinkligen Richtung ausgerichtet ist.
Das System 514 erstreckt sich von einem benachbarten Rand 505 der Oberfläche 11 weg zu einer der Näheinrichtung 80 eng benachbarten Stelle, um dem Schlitten 510 eine Bewegung von dem Rand 505 in der wahren Richtung A in seine der Näheinrichtung 80 benachbarte Ausgangsposition zu ermöglichen. In ähnlicher Weise erstreckt sich das System 516 von einem benachbarten Rand 507 der Oberfläche 11 zu einer der Näheinrichtung 80 eng benachbarten Stelle, um dem Schlitten 512 eine Bewegung von dem Rand 507 in seine der Näheinrichtung 80 eng benachbarte Ausgangsstellung zu ermöglichen.
Druckluftleitungen 548 koppeln beide Zylinder 538 und 540 mit einer Druckluftquelle und erstrecken sich längs der Systeme 514 und 516. Vorzugsweise ist ein bekannter Mechanismus 549 zum Sammeln der Druckluftleitungen 548 und zum Schaffen eines flexiblen Gehäuses vorgesehen, um eine Abgabe der Leitungen 548 bei der Bewegung der Schlitten 512 und 514 zu ermöglichen und ein Verheddern der Leitungen 548 in den Systemen 514 und 516 oder den Schlitten 510 und 512 zu verhindern. Ein typischer Mechanismus 549 ist eine gelenkige, halbstarre Kette, durch die sich die Leitungen 548 hindurch erstrecken. Eine solche Kette wird von Igus Co., Rhode Island, unter dem Warenzeichen NYLATRAK vertrieben.
Der Schwenkarm 50 ist identisch mit dem Schwenkarm des vorausgehenden Ausführungsbeispiels und weist eine drehbare Scheibe 51 auf, wie dies in 10 gezeigt ist. Der Bewegungsarm 550 beinhaltet, wie auch der Bewegungsarm 20, einen Druckluftzylinder 21, eine Schwenkachse 20a, ein drehbares Element 35, eine Zylinderhalterung 21a, einen Zahnradantrieb 25a, ein Lager 25c, eine Welle 25d, einen Riemen 25b, einen Servomotor 25e sowie ein Zahnrad 35a (10). Der Bewegungsarm 550 des vorliegenden Ausführungsbeispiels unterscheidet sich konstruktionsmäßig von dem Bewegungsarm 20 des vorangehenden Ausführungsbeispiels an seinem distalen Ende dahingehend, dass der Bewegungsarm 550 tatsächlich einen Rand des Stoffabschnitts 500 ergreift und den Stoffabschnitt 500 um den Schwenkarm 50 als Schwenkpunkt zieht. Wie in den 11 und 12 gezeigt ist, beinhaltet der Arm 550 eine untere Platte 552 und einen oberen Druckkolben 554, der durch einen Druckluftzylinder 556 betätigt wird. Die untere Platte 552 ist parallel zu der Oberfläche 11 angeordnet und ist ausreichend dünn ausgebildet, damit die Platte 552 zwischen den Stoffabschnitt 500 und die Oberfläche 11 geführt werden kann, ohne den Stoffabschnitt 500 zu beeinträchtigen oder eine Bewegung desselben hervorzurufen. Vorzugsweise bewegt sich die Platte 552 auf Rädern 553. Auf der oberen Oberfläche der Platte 552 ist ein Näherungssensor 558 angeordnet. Bei dem Sensor 558 handelt es sich vorzugsweise um einen fotoelektrischen diffundierten Infrarot-Sensor, wie er z.B. von Telemechanique hergestellt wird. Es könnte jedoch auch ein Ultraschall-Näherungssensor verwendet werden. Der Sensor 558 detektiert einen Rand des Stoffabschnitts 500, wie z.B. den Rand 503, wodurch eine Betätigung des Zylinders 556 hervorgerufen wird, der den Druckkolben 554 antriebsmäßig nach unten bewegt, um den Rand 503 zwischen dem Druckkolben 554 und der Platte 552 einzuklemmen. Der Druckkolben 554 ist normalerweise angehoben, mit Ausnahme bei Betätigung desselben durch die Steuerung 200 ansprechend auf den Sensor 558. Der Druckkolben 554 weist an seiner Spitze eine konkave Aussparung 559 auf, deren Ränder den Sensor 558 umschließen, um eine Beschädigung des Sensors 558 zu verhindern, wenn der Druckkolben 554 abgesenkt wird.
Zwei Näherungssensoren 560 und 562 (16) sind auf einer dem Schlitten 510 zugewandten Seite der Näheinrichtung 80 angeordnet. Diese Sensoren oder Detektoren 560 und 562 entsprechen den Detektoren 40a und 40b des vorausgehenden Ausführungsbeispiels und dienen zum Feststellen der Position des Schlittens 510. Vorzugsweise sind die Sensoren 560 und 562 an einer vertikalen Führung oder Abstützwand 561 für das System 514 angeordnet. Der Sensor 560 ist zur Abgabe eines Signals positioniert, wenn der Rand 503 5 oder 6 Inch von der Nadel 83 entfernt ist. Der Sensor 560 veranlasst die Näheinrichtung 80 zum Verlangsamen ihrer normalen Betriebsgeschwindigkeit, wie z.B. 3200 min^–1, auf eine langsame Laufgeschwindigkeit von etwa 400 min^–1. Der Sensor 562 ist zum Erzeugen eines Signals positioniert, wenn sich der Rand 503 an der Tangentenstelle befindet, die etwa 4 Inch von der Nadel 83 entfernt ist. An dieser Stelle wird der Nähvorgang gestoppt. Diese Verwendung von zwei Sensoren ermöglicht ein Stoppen des Nähvorgangs innerhalb von einem oder zwei Stichen von der gewünschten Stelle und verhindert eine übermäßige Bewegung über diese Stelle hinaus. Normalerweise würde die Näheinrichtung 80 bis zum Stoppen viele Stiche benötigen. Eine Bewegung über die Tangentenstelle hinaus würde zur Entstehung einer nicht-symmetrischen Ecke führen. Bei den Sensoren 560 und 562 handelt es sich ebenfalls typischerweise um fotoelektrische diffundierte Infrarot-Sensoren, wie diese z.B. von Telemechanique hergestellt werden, jedoch könnte es sich auch um Ultraschall-Sensoren handeln.
Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie es in 10 gezeigt ist, ist die Näheinrichtung 80 typischerweise auf einem beweglichen Wagen 570 angeordnet, der auf Schienen 571 läuft, die in einer zu der wahren Richtung A rechtwinkligen Richtung orientiert sind. Die Schienen 571 liegen auf Rollen 573 auf. Der Wagen 570 wird entlang der Schienen 571 in einer zu der wahren Richtung A rechtwinkligen Richtung durch einen Antrieb bewegt, wie z.B. einen herkömmlichen Gewindeantrieb bzw. Schraubspindelantrieb 572, der durch einen Servomotor 575 betrieben wird und von der Steuerung 200 gesteuert wird. Der Antrieb 572 beinhaltet eine mit Gewinde versehene Spindel bzw. Schraubspindel 577, die sich dreht und sich durch einen komplementären, stationären, mit Gewinde versehenen Block 579 erstreckt, der an dem Wagen 570 angebracht ist. Typischerweise hat der Wagen 570 auf den Schienen 571 einen Bewegungsbereich von ca. 6 Inch. Der Servomotor 575 dient zum Verriegeln des Wagens 570 in einer gewünschten Position. Die Lage des Wagens 570 wird durch einen Sensor 467 überwacht.
Das System 516 beinhaltet vorzugsweise einen Schlupfkupplungsmechanismus 519, wie z.B. eine Druckluftkupplung, die dem Schlitten 512 ein Aufbringen von Spannung auf den Stoffabschnitt 500 entlang des Rands 502 ermöglicht, ohne den Stoffabschnitt 500 zu zerreißen oder ohne den Mechanismus der Näheinrichtung 80 zu übersteuern, der den Stoffabschnitt 500 durch die Näheinrichtung 80 zieht. Die Kupplung 519 ist mit dem Servomotor 520 durch einen Riemen 476 gekoppelt, und die Kupplung 519 ist mit dem Seil 517 durch eine Riemenscheibe (nicht gezeigt) verbunden. Als Ergebnis hiervon bewegt sich der Schlitten 512 nur so schnell, wie dies die Näheinrichtung 80 zuläßt.
Beide Servomotoren 518 und 520 sind mit Wellencodierern 478 bzw. 480 versehen, um die Position der jeweiligen Schlitten 510 und 512 in bekannter Weise festzustellen. Aufgrund des Kupplungsmechanismus 519 benötigt das System 516 jedoch auch einen Nebenwellencodierer 591, der mit der Welle der Kupplung 519 beispielsweise durch einen Riemen 474 gekoppelt ist, um die Lage des Schlittens 512 zu verfolgen. Der Riemen 474 bewegt sich nur dann und nur so viel wie das Seil 517, so dass er mit der Position des Schlittens 512 exakt mithält.
Die Arbeitsweise dieses Ausführungsbeispiels der Erfindung wird nun unter spezieller Bezugnahme auf die 15 bis 26 beschrieben. Diese Abfolge von Ereignissen ist nur exemplarischer Art, und die Abfolge sowie die zeitliche Steuerung der Ereignisse und der speziellen eigentlichen Schritte könnte nach Bedarf variiert werden, um für ein automatisches Nähen und Drehen des Stoffabschnitts 500 zu sorgen. Zur Initiierung des Prozesses drückt die Bedienungsperson eine Rückstelltaste auf der Steuerkonsole 207. Darauf ansprechend führt die Steuerung 200 die Schlitten 510 und 512 in ihre Ausgangspositionen nahe der Näheinrichtung 80 zurück (siehe 15 und 21). Die Ausgangsstelle für den Schlitten 510 befindet sich typischerweise an der Tangentenstelle, die in der vorstehend erläuterten Weise vorzugsweise ca. 4 Inch von den Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 entfernt ist. Diese Distanz kann jedoch abhängig von den Bedürfnissen des jeweiligen Prozesses größer oder kleiner sein, und sie läßt sich durch entsprechende Eingaben in der Steuerkonsole 207 in einfacher Weise einstellen. Bei der Ausgangsposition für den Schlitten 512 handelt es sich vorzugsweise um die in den 15 und 21 dargestelltePosition, in der der Schlitten 512 der Näheinrichtung 80 eng benachbart ist und in der die Klemme 528 in einer zu der wahren Richtung A im Wesentlichen rechtwinkligen Richtung allgemein mit den Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 ausgefluchtet ist. In der Ausgangsposition befindet sich der Klemmenarm 536 in einer angehobenen Position, so dass die Klemme 528 somit offen ist.
Der Arm 550 befindet sich anfangs in einer Position, so dass die Platte 552 über die Oberfläche 11 angehoben ist. Diese Positionierung wird erzielt durch Betätigen des Zylinders 21 und Schwenken des Arms 550 um die Schwenkachse 20a. Der Arm 550 schwenkt dann in einer Richtung im Gegenuhrzeigersinn, wie dies in 21 gezeigt ist, bis der Arm 550 allgemein parallel mit der wahren Richtung A ausgerichtet ist. Danach kehrt der Arm 550 seine Bewegungsrichtung um, um in einer Richtung allgemein im Uhrzeigersinn verschwenkt zu werden, wie dies in 21 gezeigt ist, bis er eine Position erreicht, wie diese in 21 dargestellt ist. In dieser Ausrichtung ist der Arm 550 derart ausgerichtet, dass die Platte 552 keinerlei Beeinträchtigung mit jeglicher Bewegung der anderen Bereiche der Vorrichtung verursacht, wobei der Arm 550 in etwa in einem Winkel von 90° plus oder minus 30° in Bezug auf die wahre Richtung A angeordnet ist.
In etwa zur gleichen Zeit wird der Schraubspindelantrieb 572 aktiviert, um den Wagen 570 entlang der Schienen 571 ausreichend von der Oberfläche 11 zu ziehen, damit die Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 während der Platzierung des Stoffabschnitts 500 aus dem Weg sind. Typischerweise wird der Wagen 570 um etwa 6 Inch zurückgezogen. Wie in 21 gezeigt ist, platziert die Bedienungsperson dann von Hand einen zu vernähenden Stoffabschnitt 500 in dem Nähbereich auf der Oberfläche 11, so dass ein Rand des Stoffabschnitts 500, wie z.B. der Rand 501, unter den Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 angeordnet ist und allgemein parallel zu der wahren Richtung A positioniert ist. Die Ränder 502 und 503 sind allgemein rechtwinklig zu der Richtung A angeordnet. Vorzugsweise wird der Stoffabschnitt 500 derart positioniert, dass der Rand 502 mit den Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 sowie mit der Klemme 528 des Schlittens 512 ausgerichtet ist. Es ist wichtig, dass der Stoffabschnitt 500 eben auf der Oberfläche 11 aufliegt und nicht verknittert oder anderweitig nach oben bauchend angeordnet wird. Da sich der Schlitten 510 in seiner Ausgangsposition befindet, wird der Sensor 542 auf der Platte 530 des Schlittens 510 von dem Stoffabschnitt 500 überdeckt.
Die Bedienungsperson drückt dann eine „Mess"-Taste auf der Steuerkonsole 207, um den Zylinder 540 zu aktivieren und dadurch die Klemme 528 zum Greifen des Rands 502 zu veranlassen, wie dies in den 16 und 22 gezeigt ist. Danach beginnt der Schlitten 510 seine Bewegung von rechts nach links, wie dies in 22 gezeigt ist, um den Rand 503 zu suchen und die Länge des Rands 501 zu messen. Sobald der Sensor 542 von unterhalb des Stoffabschnitts 500 heraustritt und sich über den Rand 503 hinaus bewegt, wird die Klemme 526 in der vorstehend beschriebenen Weise aktiviert, um den dem Rand 503 benachbarten Rand 501 zu greifen. Anschließend bewegt die Steuerung 200 automatisch den Stoffabschnitt 500 in Bezug auf 23 nach rechts, bis sich die Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 an einem Ausgangspunkt befinden, der beispielsweise ca. 12 Inch von der Tangentenstelle des Rands 503 oder etwa 16 Inch von dem Rand 503 entfernt ist.
An dieser Stelle wird der Schraubspindelantrieb 572 aktiviert, um den Wagen 570 in Richtung auf die Oberfläche 11 zurückzuführen, so dass sich die Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 in ihrer Ausgangsposition oder Nähposition längs des Rands 501 befinden, wie dies in den 17 und 23 gezeigt ist. Vorzugsweise ist die Schneideinrichtung 81 in ihrer Ausgangsposition 3/8 Inch von dem Rand 501 nach innen in Richtung auf das Zentrum des Stoffabschnitts 500 angeordnet, und die Nadel 83 ist 1/4 Inch von der Schneideinrichtung 81 entfernt angeordnet, während die Nadel 85 in einem Abstand von 3/4 Inch von der Nadel 83 angeordnet ist. Bei Wunsch können jedoch auch andere Distanzen verwendet werden. Die Bedienungsperson drückt den Rand 501 manuell in die Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80. Wenn Paspelmaterial auf den Rand 501 genäht wird, führt die Bedienungsperson auch Paspelmaterial unter dem Stoffabschnitt 500 ein und richtet dieses mit dem Rand 501 unter den Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 aus, um mit dem Nähvorgang zu beginnen. Wenn ein seitlicher Stoffabschnitt auf den Stoffabschnitt 500 genäht würde, würde auch der seitliche Stoffabschnitt von der Bedienungsperson manuell ausgerichtet werden, um sicherzustellen, dass ein Rand des seitlichen Stoffabschnitts mit dem Rand 501 ausgerichtet ist und dass der seitliche Stoffabschnitt in der richtigen Orientierung angeordnet ist. Unter Verwendung eines Fußpedals oder eines anderen derartigen Schalters (nicht gezeigt) beginnt die Bedienungsperson dann manuell mit dem Vernähen des Paspelmaterials oder des seitlichen Stoffabschnitts oder beiden dieser Materialien mit dem Rand 501 des Stoffabschnitts 500. Sobald die Bedienungsperson zufrieden ist, dass der Nähvorgang in zufriedenstellender Weise begonnen hat, nimmt die Bedienungsperson ihren Fuß von dem Pedal und drückt eine „Automatik"-Taste. Auf diese Weise beginnt der nächste, automatische Abschnitt des Prozesses.
Während des gesamten Nähvorgangs schneidet die Schneideinrichtung 81 den Rand des Stoffabschnitts 500 und des Paspelmaterials oder des seitlichen Stoffabschnitts zu, und zwar selbst an den Ecken. Das gesamte Material außerhalb der von der Nadel 83 erzeugten Stiche wird entfernt, wobei es sich typischerweise um 3/8 Inch Material handelt.
In dem nächsten automatischen Abschnitt des Prozesses führt der Arm 55 zu Beginn eine Schwenkbewegung über eine kurze Distanz im Gegenuhrzeigersinn aus, wie dies in 24 gezeigt ist, damit er sich in der in 24 im Umriss dargestellten Position befindet, in der der Arm 55 einen Winkel von ca. 70° in Bezug auf die wahre Richtung A bildet. Die Näheinrichtung 80 näht dann automatisch den Rand 501 des Stoffabschnitts 500 an die anderen Materialien, wie z.B. ein Paspelmaterial oder einen seitlichen Stoffabschnitt, bis sich die Näheinrichtung 80 der Ecke der Ränder 503 und 501 nähert. Der Sensor 560 detektiert zuerst die Position des Schlittens 510, an der der Rand 503 etwa 5 bis 6 Inch von den Nadeln 83 und 85 entfernt ist. Ein Signal von dem Sensor 560 veranlasst die Steuerung 200, die Nähgeschwindigkeit von der vollen Geschwindigkeit auf eine Langsamlaufgeschwindigkeit zu reduzieren. Bei dem bevorzugten Ausführungsbeispiel arbeitet die Näheinrichtung 80 bei der vollen Geschwindigkeit mit 3200 min^–1, und sobald der Schlitten 510 durch den Sensor 560 detektiert wird, reduziert die Näheinrichtung 80 ihre Geschwindigkeit auf ca. 400 min^–1. Die Näheinrichtung 80 befindet sich nun in einem Modus, der als Langsamlaufmodus bekannt ist. Die Näheinrichtung 80 fährt in diesem Langsamlaufmodus fort, bis der Sensor 562 den Schlitten 510 detektiert, wobei es sich um die Stelle handelt, an der die Nadeln an der Tangentenstelle an dem Rand 501 angeordnet sind, wobei dies typischerweise dann der Fall ist, wenn der Rand 503 etwa 4 Inch von den Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 entfernt ist. An dieser Stelle hört die Näheinrichtung 80 mit dem Nähvorgang auf, und der Stoffabschnitt 500 befindet sich in der in 24 dargestellten Position.
Während dieser Periode des automatischen Nähvorgangs misst die Steuerung 200 die Länge des vernähten Materials sowie die Anzahl von Stichen, um die Stichlänge festzustellen. In Kenntnis dieser Größe und des Umfangs der Ecke weiß die Steuerung 200, wie viele Stiche erforderlich sind, um die Ecke zu nähen. Die Steuerung 200 koordiniert dann die Bewegung der Elemente des Systems einschließlich der Servomotoren 518, 520 sowie 25e und der Näheinrichtung 80, um sicherzustellen, dass während der Drehung des Stoffabschnitts 500 eine saubere symmetrische Ecke genäht und zugeschnitten wird und dass die korrekte Anzahl von Stichen zum vollständigen Nähen der Ecke verwendet wird.
Der nächste Schritt beinhaltet das automatische Verschwenken bzw. Drehen des Stoffabschnitts 500. Der Schwenkarm 50 senkt sich in sicheren Eingriff mit dem Stoffabschnitt 500 angrenzend an die Ecke der Ränder 501 und 503 nach unten, um den Stoffabschnitt 500 auf die Oberfläche 11 zu klemmen. Entweder gleichzeitig damit oder kurz danach wird die Platte 552 des Arms 550 um die Schwenkachse 20a nach unten auf die Oberfläche 11 geschwenkt, und der Arm 550 beginnt seine Schwenkbewegung im Uhrzeigersinn, wie dies in 24 gezeigt ist, während die Platte 552 den Rand 503 sucht. Wenn der Sensor 558 der Platte 552 den Rand 503 detektiert, indem er unter den Stoffabschnitt 500 gelangt, wird der Zylinder 556 aktiviert, um den Druckkolben 554 zur Ausführung einer Bewegung nach unten zu veranlassen, wie dies vorstehend beschrieben wurde, um den Rand 503 gegen die Platte 552 zu klemmen. Die Steuerung 200 fragt dann nach, ob der Stoffabschnitt 500 bereit für das Drehen ist. Wenn der Stoffabschnitt von dem Druckkolben 554 gegriffen worden ist und keine anderen Fehler vorhanden sind, erfolgt der Schwenkvorgang. Wenn der Sensor 558 den Rand 503 nicht finden kann, stoppt die Maschine, da die Antwort auf die Anfrage negativ ist. Falls ein Fehler vorliegt, kann die Bedienungsperson dann das Problem korrigieren und die entsprechende Taste auf der Steuerkonsole 207 drücken, um das automatische Ausführen der Drehbewegung des Stoffabschnitts 500 zu veranlassen.
Anschließend gibt die Klemme 528 an dem Schlitten 512 den Rand 502 durch Anheben des Arms 536 frei, und die Klemme 526 an dem Schlitten 510 gibt den Rand 501 durch Anheben des Arms 534 frei. Der Motor 25e veranlasst dann den Arm 550 zur Ausführung einer Schwenkbewegung im Gegenuhrzeigersinn, wie dies in 25 gezeigt ist, wodurch der Stoffabschnitt 500 über einen Winkel von 90° um den Arm 50 gedreht wird, bis der Stoffabschnitt 500 in der in 25 dargestellten Position ist. Der Schlitten 512 bewegt sich dann von rechts nach links, wie dies in 26 gezeigt ist, in seine der Näheinrichtung 80 benachbarte Ausgangsstellung. Die Klemme 528 wird dann zum Greifen des Rands 501 aktiviert. Der Druckkolben 554 wird in der in 26 dargestellten Weise ausreichend im Gegenuhrzeigersinn verschwenkt, um ein Freigeben des Rands 503 von dem Druckkolben 554 und der Platte 552 zu ermöglichen. Anschließend wird der Arm 550 durch den Zylinder 21 um die Schwenkachse 20a geschwenkt, um das Ende des den Druckkolben 554 enthaltenden Arms 550 nach oben anzuheben. Der Arm 550 wird dann im Uhrzeigersinn verschwenkt, wie dies in 26 gezeigt ist, um den Arm 550 in seine Ausgangsposition zurückzuführen, wie dies in 26 zu sehen ist. Der Schwenkarm 50 wird ebenfalls angehoben. Kurz danach bewegt sich der Schlitten 510 in der in 26 dargestellten Weise von rechts nach links und sucht den Rand 504. Wenn der Sensor 542 durch Bewegung über den Rand 504 hinaus diesen Rand 504 detektiert, wird der Rand 503 durch die dem Rand 504 benachbarte Klemme 526 in der in 26 dargestellten Position festgeklemmt. Der automatische Nähvorgang beginnt dann wiederum.
Während des Nähvorgangs wird der Servomotor 518 nicht aktiviert, sondern er dreht sich frei. Der Servomotor 520 wird aktiviert, um den Schlitten 512 in Bezug auf 21 zur Ausführung einer Bewegung von links nach rechts entlang der wahren Richtung A zu veranlassen. Die Nähvorrichtung der Bindungs- bzw. Näheinrichtung 80 zieht jedoch in Wirklichkeit den Stoffabschnitt 500 durch die Näheinrichtung 80 und steuert die Bewegungsgeschwindigkeit des Stoffabschnitts 500. Der Schlitten 512 spannt lediglich den Stoffabschnitt 500, indem er an diesem zieht, um ein Verheddern des Stoffabschnitts 500 oder ein Aufbauschen desselben in der Näheinrichtung 80 zu verhindern. Die Kupplung 519 ermöglicht adäugaten Schlupf zwischen dem Servomotor 520 und dem System 516, um ein zu rasches Durchziehen des Stoffabschnitts 500 zu verhindern. Die Kupplung 519 kann derart eingestellt werden, dass die gewünschte Spannung kontinuierlich aufgebracht wird, ohne dass der Stoffabschnitt 500 zu rasch durch die Näheinrichtung gezogen wird.
Die Steuerung 200 zählt die Anzahl der Drehungen des Stoffabschnitts 500, und dadurch weiß die Steuerung 200, wenn wiederum der Rand 502 erreicht worden ist.
Wenn der Prozess zu dem Rand 501 zurückkehrt, ist daran zu denken, dass nur ein Bereich des Rands 501 anfangs vernäht worden ist, wie z.B. etwa die letzten 16 Inch. Daher muss auch der übrige Bereich des Rands 501 vernäht werden. Wenn man der Näheinrichtung 80 erlauben würde, den Rand 501 vom Beginn bis zum Ende ohne Einstellung zu nähen, würde die Stoffabschnitt-Schneideinrichtung 81 den zuvor vernähten Bereich abschneiden und einen unregelmäßigen Rand erzeugen, der zweimal abgeschnitten worden ist, wo sich die Stiche überlappt haben, und nur einmal abgeschnitten wird, wo der Nähvorgang neu erfolgt. Zur Überwindung dieses Problems wird dann, wenn die Näheinrichtung 80 zum dem Ausgangspunkt zurückkehrt, der beispielsweise 16 Inch von dem Rand 503 entfernt ist, die Steuerung 200 dazu veranlasst, den Schraubspindelantrieb 572 automatisch zu aktivieren, um den Wagen 570 zurückzuziehen und somit die Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 von der Oberfläche 11 weg zu bewegen. Die Distanz, über die die Näheinrichtung 80 zurückbewegt wird, entspricht dem Betrag des von der Schneideinrichtung 81 geschnittenen Materials, wie z.B. 3/8 Inch. Beim Erreichen des Ausgangspunkts längs des Rands 501 stimmt somit der neu gebildete Stich mit dem ursprünglichen Stich überein, und die Stoffabschnitt-Schneideinrichtung 81 schneidet von dem Ausgangspunkt bis zu dem Rand 503 überhaupt kein Material von dem Stoffabschnitt 500 entlang des Rands 501 ab.
Danach wird der Stoffabschnitt 500 nicht mehr gedreht. Stattdessen fährt die Näheinrichtung 80 ihre Arbeit in einer geraden Linie fort, wobei der Rand 503 des Stoffabschnitts abgenäht wird, während der Schlitten 512 fortfährt, den Stoffabschnitt 500 in Bezug auf 24 nach rechts zu ziehen und die Klemme 526 an dem Schlitten 510 deaktiviert wird, um den Stoffabschnitt 500 freizugeben. Vorzugsweise befindet sich die Näheinrichtung 80 während der letzten 4 Inch vor dem Rand 503, wie dies durch den Sensor 562 detektiert wird, in ihrem Langsamlaufmodus. Sobald der Rand 503 die Nadeln 83 und 85 der Näheinrichtung 80 passiert, wobei dies von der Steuerung 200 festgestellt wird, wird die Näheinrichtung 80 deaktiviert, und die Paspel-Schneideinrichtung 95 wird aktiviert, um das Paspelmaterial (bei Bedarf) entlang einer zu dem Rand 503 parallelen Linie abzutrennen. Sobald das Paspelmaterial abgeschnitten worden ist, nimmt der Schlitten 512 seine Bewegung in Bezug auf 24 nach rechts wieder auf. Sobald der Schlitten 512 eine Ausgangsposition in der Nähe der Seilscheibe 524 erreicht, stoppt der Schlitten 512 und der Zylinder 540 wird deaktiviert, um den Rand 502 des Stoffabschnitts 500 freizugeben. Der Schlitten 512 wird dann durch den Zylinder 458 in eine nach oben geneigte Position gekippt, um den Stoffabschnitt 500 freizugeben, wie dies in 14 gezeigt ist. An diesem Punkt wird der Stoffabschnitt 500 entweder manuell von der Bedienungsperson oder automatisch unter Verwendung anderer Mittel von der Oberfläche 11 entfernt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass bei jedem Beginn des Nähvorgangs, nachdem dieser gestoppt worden ist, die Näheinrichtung 80 für eine kurze Zeitdauer zum Beginnen des Nähvorgangs vorzugsweise in dem Langsamlaufmodus betrieben wird. Danach schaltet die Näheinrichtung 80 automatisch auf ihre volle Betriebsgeschwindigkeit um. Dieser Schritt wird ausgeführt, damit der Nähvorgang gleichmäßig beginnt und es zu keinem Haken oder Entstehen von anderen Fehlern kommt.
Es versteht sich, dass die Steuerung 200 in Abhängigkeit von der jeweiligen Anwendung zum Ändern einer jeder der Variablen programmiert werden kann. Zum Beispiel kann die Tangentenstelle von 4 Inch von einem Rand auf eine be liebige andere Zahl geändert werden. Zusätzlich dazu kann die Geschwindigkeit, mit der der Stoffabschnitt verschwenkt bzw. gedreht wird, eingestellt werden. Typischerweise benötigt der Arm 550 zwei Sekunden zum Verschwenken des Stoffabschnitts 500 über einen Winkel von 90°. Dieses Verschwenken kann jedoch auch entweder rascher oder langsamer erfolgen, je nachdem, wie dies erwünscht ist. Auch der Langsamlaufmodus kann auf eine beliebige Umdrehungsgeschwindigkeit eingestellt werden, die von der Bedienungsperson ausgewählt wird. Schließlich kann die Zeitdauer oder die Anzahl der Stiche, während der der Langsamlaufmodus sowohl beim Beginn des Nähvorgangs als auch bei der Annäherung an eine Tangentenstelle zum Einsatz kommt, eingestellt werden.
Bei der für diesen Zweck verwendeten Steuerung handelt es sich um eine herkömmliche Mehrachsen-Steuerung kommerziellen Typs, die von einem Durchschnittsfachmann in bekannter Weise programmiert werden kann.
Zur Erzielung einer Dimensionierung mit hoher Qualität sorgen weitere Gesichtspunkte der Erfindung, wie sie im Folgenden beschrieben werden, für eine exakte Zufuhr des oberen Stoffabschnitts zu der Näheinrichtung. Genauer gesagt sind Mechanismen 60 und 70 vorgesehen, um die Orientierung des oberen Stoffabschnitts zu überwachen, und ein Mechanismus 30 ist zum Einstellen der Ausrichtung vorgesehen, falls eine Fehlausrichtung auftritt.
Unter gemeinsamer Bezugnahme auf die 1, 6 und 7 ist ein Schuh 60 schwenkbeweglich und unter Federvorspannung angebracht, um mit dem Rand 301 des zu verbindenden oberen Stoffabschnitts in Eingriff zu treten. Die Vorspannkraft ist ausreichend, um die Berührung mit dem Rand aufrechtzuerhalten, jedoch nicht ausreichend, um ein Bündeln oder eine Bewegung des Stoffabschnitts hervorzurufen. Der Schuh 60 folgt somit der Längsausrichtung des Rands.
Der Schuh 60 beinhaltet einen Fortsatz 61, der als Fotomaske wirkt. Eine Detektoranordnung 70 ist zum Überwachen des Fortsatzes 61 angeordnet. Die Anordnung 70 beinhaltet einen Licht emittierenden Mechanismus 70a und ei nen Licht detektierenden Mechanismus 70b, wobei der Fortsatz 61 dazwischen angeordnet ist. Die Ausgangsposition 71 des Fortsatzes 61 ist in der Anordnung 70 zentriert. Wenn sich der Schuh 60 bewegt, da die Materialien in einem Winkel relativ zu der wahren Richtung A voran bewegt werden, detektiert die Detektoranordnung 70 mehr oder weniger optische Energie als diejenige, die bei der Voranbewegung des Materials in einer wahren Richtung A detektiert wird. Somit liefert die Anordnung 70 ein Signal, das das Ausmaß sowie die Richtung einer Fehlorientierung wiedergibt.
Es sind auch alternative Ausrichtungs-Detektionstechniken bekannt. Ferner kann für bestimmte Materialien, insbesondere Materialien ohne Füllung, eine Detektoranordnung ohne eine Schuhvorrichtung verwendet werden. Bei dieser Anordnung kann das Material anstatt des Schuhs als Maske für die Fotodetektionsanordnung wirken.
Zum Justieren der Ausrichtung des oberen Stoffabschnitts ist ein Korrekturrad 30 vorhanden. Unter Bezugnahme auf die 1 und 2 gemeinsam beinhaltet das Korrekturrad ein Aufnahmerad 30a, das in der nachfolgend beschriebenen Weise mit dem Stoffabschnitt in Berührung treten kann. Durch Variieren der Drehgeschwindigkeit des Aufnahmerads 30a kann ein Drehmoment aus der Kraft des Aufnahmerads und der Kraft des Vorschubmechanismus der Näheinrichtung resultieren. Dieses Drehmoment veranlasst ein geringfügiges Verdrehen des oberen Stoffabschnitts und kann dazu verwendet werden, die Ausrichtung des oberen Stoffabschnitts zu korrigieren. Das Aufnahmerad 30a befindet sich in Querausrichtung mit der Nadel relativ zu der Richtung A, so dass der Stoffabschnitt in Ausrichtung um die Nadel gedreht werden kann. Dadurch wird der Stoffabschnitt nicht von der Nadel gezogen.
Unter Bezugnahme auf 2 beinhaltet das Korrekturrad ein Aufnahmerad 30a, ein Antriebsrad 31 und einen Riemen 32. Das Aufnahmerad 30a und das Antriebsrad 31 sind durch ein Element 34b verbunden, wobei die Kombination 41 an einer Druckluft-Hubeinrichtung 34 angebracht ist. Die Hubeinrichtung 34 wird an Führungsstiften 34a angehoben oder abgesenkt, und zwar gesteuert durch die Steuerung 200. Vertikale Justiereinrichtungen 33 werden zum Kali brieren der Plattform 5a, die die Kombination 41 hält, in Relation zu dem Rahmen 5 verwendet. Auf diese Weise kann die Kombination 41 für Stoffabschnitte unterschiedlicher Dicke kalibriert werden. Das Antriebsrad 31 wird durch einen Antriebszug 100 angetrieben, der im Folgenden beschrieben wird. Das Aufnahmerad 30a ist mit dem Antriebsrad 31 über einen Riemen 32 verbunden, der bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gummiert und verzahnt ausgebildet ist. Der Riemen 32 sorgt sowohl für eine Verbindung der jeweiligen Räder und schafft auch einen weichen und dennoch festen Griff an den oberen Stoffabschnitten.
Der Antriebszug 100 ist mit einer Hauptwelle (nicht gezeigt) der herkömmlichen Näheinrichtung 80 mechanisch gekoppelt. Auf diese Weise kann das Korrekturrad 30 in Synchronisierung mit dem Vorschubmechanismus der Näheinrichtung gehalten werden. Unter Bezugnahme auf die 4A und 4B gemeinsam beinhaltet der Antriebszug 100 einen flexiblen Antrieb 40, eine Hauptscheibe 41b, ein exzentrisches Zahnrad 41, einen Schlitten 42a, eine Kupplung 45, eine Antriebswelle 135 und eine Universaleinrichtung 36. Der flexible Antrieb 40 ist an der Hauptwelle der herkömmlichen Näheinrichtung mittels bekannter Techniken angebracht. Das andere Ende des flexiblen Antriebs 40 ist mit einer Hauptscheibe 41b verbunden, an der das Exzenterzahnrad 41 außermittig angebracht ist. Die außermittige Anbringung veranlasst den Stift 41c zur Ausführung einer Bewegung um das Zentrum der Scheibe 41b. Dies veranlasst den Schlitten 42a zu einer Hin- und Herbewegung, wie dies durch B und C dargestellt ist. Wenn das Zahnrad 41 durch den Justierstift 41a beispielsweise über eine Distanz von 3/16 Inch außermittig positioniert ist, führt der Schlitten eine Hin- und Herbewegung über eine Distanz von 3/8 Inch aus (3/16 Inch + 3/16 Inch). Der Schlitten 42a weist eine Öffnung mit Kanälen 42f zum Halten einer feststehenden Mutter 42b auf. Die Kanäle 42f erstrecken sich im Wesentlichen über die Länge des Schlittenrahmens 42e. Der Schlitten 42a bewegt sich in Richtung der Pfeile B-C hin und her, während die Mutter 42b vertikal stationär gehalten wird und innerhalb des Schlittens 42a verschoben wird.
Ein Schlittenarm 42g ist durch einen Stift 42h an dem Rahmen 42e schwenkbar angebracht. Das andere Ende des Schlittens 42a ist an einem Kipphebelarm 42c verschiebbar angebracht. Der Kipphebelarm wird durch die Hin- und Herbewegung des Schlittens 42a zur Ausführung einer Hin- und Herbewegung in Richtung der Pfeile D-E veranlasst. Ferner ist der Kipphebelarm 42c an einer Einwegkupplung angebracht, wie z.B. einer Torrington-Kupplung 45, die die Hin- und Herbewegung D-E aufnimmt und diese in eine Rotationsbewegung in der durch den Pfeil F dargestellten Richtung umsetzt. Die Rotationsgeschwindigkeit ist proportional zu der Geschwindigkeit der Hin- und Herbewegung D-E. Auf diese Weise wird die Rotationsbewegung der Hauptwelle (nicht gezeigt) in eine Rotationsbewegung F an dem Ausgang der Kupplung 45 umgesetzt.
Die Mutter 42b steht in Eingriff mit einer Leitspindel 42d, die an dem elektrischen Schrittmotor 44 angebracht ist, wobei der Steuervorgang durch die Steuerung 200 erfolgt. Die Steuerung 200 veranlasst die Leitspindel somit zur Ausführung einer Rotationsbewegung, wodurch die Mutter 42b und der Schlitten 42a angehoben oder abgesenkt werden. Im Umriss der 4B ist z.B. eine alternative Position des Schlittens 42c zu sehen. Durch Anheben oder Absenken des Schlittens 42a wird Einfluss auf den Betrag der winkelmäßigen Rotation des Kipphebelarms 42c genommen. Durch Absenken des Schlittens 42c wird eine geringere winkelmäßige Rotationsbewegung Θz in der gleichen Zeit zurückgelegt, wie dies zuvor für Θ₁ der Fall war. Auf diese Weise ändert die Steuerung die Rotationsgeschwindigkeit an dem Ausgang der Kupplung 45 durch den Schrittmotor 44. Das Antriebsrad 31 wird durch eine Antriebswelle 135 angetrieben, die an dem Ausgang der Kupplung 45 angebracht ist. Die Welle 135 weist eine Universaleinrichtung 36 auf, um ein Anheben und Absenken des Korrekturrads 30 in Relation zu der Arbeitsoberfläche 11 zu ermöglichen. Das Korrekturrad 30 wird durch die vorstehend beschriebene Druckluft-Hubeinrichtung 34 pneumatisch angehoben oder abgesenkt. Das Rad 30 wird während des Nähvorgangs in dem abgesenkten Zustand platziert, so dass der Stoffabschnitt justiert werden kann. Das Rad 30 wird während des Drehvorgangs in dem angehobenen Zustand platziert, so dass der Stoffabschnitt ohne Reibung von dem Aufnahmerad 30a frei gedreht werden kann.
Das Korrekturrad 30 korrigiert jegliche Fehlausrichtung des Rands des oberen Stoffabschnitts, indem die Geschwindigkeit des Aufnahmerads 30a geeignet eingestellt wird. Als Ergebnis hiervon kann selbst bei einer geringfügigen fehlerhaften Rotation des oberen Stoffabschnitts 305 durch den Bewegungsarm 20, d.h. auf eine anderen Wert als 90°, das Korrekturrad 30 den Stoffabschnitt justieren.
Das Verfahren zum Korrigieren der Ausrichtung wird unter Bezugnahme auf die 1, 2 sowie 4A und 4B beschrieben. Der Stoffabschnitt wird durch einen Vorschubmechanismus (nicht gezeigt) der Näheinrichtung sowie durch ein mit dem oberen Stoffabschnitt 305 in Berührung stehendes Aufnahmerad 30a in Richtung auf die Näheinrichtung 80 gezogen. Das Aufnahmerad 30a ist mit einer Hauptwelle der Nähmaschine mechanisch gekoppelt und dreht sich somit synchron mit dem Vorschubmechanismus. Die Längsausrichtung des oberen Stoffabschnitts 305 wird durch einen Detektormechanismus 60 und 70 überwacht. Ansprechend darauf wird die mechanische Kopplung des Aufnahmerads 30a modifiziert, um die Rotationsgeschwindigkeit des Aufnahmerads 30a geeignet zu erhöhen oder zu vermindern. Das resultierende Drehmoment, das aufgrund des Aufnahmerads 30a und des Vorschubmechanismus der Näheinrichtung resultiert, veranlasst eine Drehbewegung des Stoffabschnitts in einen ausgerichteten Zustand.
In Abhängigkeit von der Art des verwendeten Stoffabschnitts, kann Polyfilm oder dergleichen von der Inlettschicht des Stoffabschnitts 305 herausstehen. Zum Flachdrücken des Rands 301, bevor der Rand letztendlich vernäht wird, sowie bei dem Vorgang, jegliches vorstehendes Füllmaterial nach außen zu drücken, ist eine Stoffabschnitt-Flachdrückeinrichtung 90 vorgesehen. Unter Bezugnahme auf 6 ist die Stoffabschnitt-Flachdrückeinrichtung unter Verwendung einer Federhalterung 91, die zum Absorbieren von Schwingungen vorgesehen ist, vor bzw. stromaufwärts von der Nadel 83 angeordnet. Eine pneumatische Hubeinrichtung 92a (siehe 1) wird zum Anheben der Flachdrückeinrichtung 90 verwendet, um das anfängliche Einbringen eines Stoffabschnitts in die erfindungsgemäße Vorrichtung zu erleichtern. Alternativ hierzu kann die Hubeinrichtung 92a als Ersatz für die Federhalterung verwendet wer den, indem sie als Luftfeder wirkt. Die Flachdrückeinrichtung 90 ist an der Hauptwelle (nicht gezeigt) mit einem flexiblen Antrieb 92 angebracht, so dass sie sich synchron drehen kann, wie dies durch den Pfeil G dargestellt ist, und zwar entgegengesetzt zu der Vorschubrichtung der Materialien (siehe 7). Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel weist die Flachdrückeinrichtung 90 eine bohrerartige Formgebung auf, so dass die schraubenartigen Ränder und die Rotationsbewegung das Material flachdrücken können und jegliches Füllmaterial in Richtung auf den äußeren Rand drücken können, wo dieses schließlich von einer Stoffabschnitt-Schneideinrichtung 81 abgeschnitten werden kann. Alternativ hierzu kann es sich bei der Flachdrückeinrichtung 90 um eine schraubenlinienförmige, keilförmige Bürste handeln, oder diese kann ähnliche schraubenlinienförmige Konstruktionen verwenden.
In Anbetracht der vorstehenden Beschreibung erschließen sich den Fachleuten wahrscheinlich Modifikationen und Verbesserungen, die als im Umfang der vorliegenden Erfindung liegend zu betrachten sind. Die vorstehende Beschreibung hat lediglich exemplarische Funktion, und der Umfang der Erfindung ist durch die nachfolgenden Ansprüche und deren Äquivalente definiert.

Claims

Maschine zum Zusammenfügen eines ersten Stoffabschnitts und eines zweiten Stoffstücks, wobei die Maschine folgendes aufweist: eine Maschine (80) zum Zusammennähen des ersten Stoffabschnitts und des zweiten Stoffstücks; einen schwenkbeweglichen Arm (20; 550) zum Angreifen an dem ersten Stoffabschnitt und zum Verschwenken des ersten Abschnitts um 90° um eine Ecke; dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine ferner folgendes aufweist: einen Mechanismus (512) zum Festklemmen eines vorderen Rands des ersten Stoffabschnitts und zum Ziehen des ersten Abschnitts in Vorschubrichtung entlang der Nähmaschine; und eine Einrichtung (40a, 40b; 560, 562) zum Erfassen der Nähe eines Rands des ersten Abschnitts.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin einen Mechanismus (510) zum Festklemmen eines hinteren Rands des ersten Stoffabschnitts sowie zum Ausführen einer Bewegung zusammen mit dem ersten Stoffabschnitt in Vorschubrichtung zu der Nähmaschine hin aufweist.
Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin aufweist: eine Einrichtung (70) zum Detektieren einer Längsausrichtung eines Rands des ersten Stoffabschnitts in Bezug auf eine wahre Richtung während der Zufuhr des ersten Abschnitts zu der Nähmaschine; eine Einrichtung (30) zum Korrigieren der Ausrichtung des ersten Abschnitts in Bezug auf die wahre Richtung ansprechend auf die Einrichtung zum Detektieren der Längsausrichtung.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin aufweist: eine Rand-Flachdrückeinrichtung, die entlang eines Vorschubweges der Abschnitte stromaufwärts von der Nähmaschine angeordnet ist und ein drehbares Bauteil (90) aufweist, das eine im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Vorschubweg angeordnete Rotationsachse und eine schraubenlinienförmige Konstruktion an einer Aussenfläche aufweist, wobei die Flachdrückeinrichtung eine Einrichtung (92) zum Drehen des drehbaren Bauteils aufweist, um die schraubenlinienförmige Konstruktion zu veranlassen, Material innerhalb des ersten Abschnitts in Richtung auf einen Aussenrand des ersten Abschnitts zu drücken.
Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Arm ein distales Ende (22, 23) aufweist, das dazu ausgebildet ist, mit der Oberfläche des ersten Abschnitts in Berührung zu treten, wenn sich der Arm in Richtung auf die Oberfläche des ersten Abschnitts bewegt; und dass die Maschine weiterhin folgendes aufweist: eine Einrichtung (35) zum Drehen des Arms um eine Achse, die zu der Oberfläche des ersten Abschnitts senkrecht ist, um den ersten Abschnitt zu drehen, wenn das distale Ende des Arms mit der Oberfläche des ersten Abschnitts in Berührung ist.
Maschine nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin folgendes aufweist: einen Schuh (60), der derart vorgespannt ist, dass er einem Rand des ersten Abschnitts folgt, während der erste Abschnitt der Nähmaschine zugeführt wird; einen Detektor zum Überwachen des Schuhs und zum Schaffen eines Signals, das eine Längsausrichtung des Rands des ersten Abschnitts anzeigt; und eine Einrichtung (30) zum Einstellen der Längsausrichtung des ersten Abschnitts in Bezug auf eine wahre Vorschubrichtung ansprechend auf das Längsausrichtungssignal.
Maschine nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung ein Aufnahmerad (30a) aufweist, das mit dem ersten Abschnitt in Eingriff bringbar ist, wobei das Aufnahmerad mit der Nähmaschine entlang einer zu der wahren Vorschubrichtung quer verlaufenden Richtung ausgerichtet ist.
Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einstelleinrichtung (30) ferner eine Einrichtung (31, 32) zum Drehen des Aufnahmerads (30a) aufweist, wobei die Dreheinrichtung mit einer Hauptwelle der Nähmaschine gekoppelt ist und eine Einrichtung (60, 70) zum Variieren einer Rotationsgeschwindigkeit des Aufnahmerads aufweist.
Maschine nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin folgendes aufweist: eine Steuerung (200); und wobei die Erfassungseinrichtung (40a, 40b; 560, 562) einen ersten Detektor (40a; 560) aufweist, der in der Vorschubrichtung in einer ersten feststehenden Distanz stromaufwärts von der Nähmaschine angeordnet ist, um der Steuerung ein erstes Signal zuzuführen, wenn der erste Detektor eine Ecke des ersten Abschnitts detektiert, wobei die Steuerung ansprechend auf das erste Signal die Nähmaschine dazu veranlaßt, ihre Nähgeschwindigkeit zu verringern.
Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung (40a, 40b; 560, 562) ferner einen zweiten Detektor (40b; 562) aufweist, der in der Vorschubrichtung in einer zweiten feststehenden Distanz stromaufwärts von der Nähmaschine angeordnet ist, um der Steuerung ein zweites Signal zuzuführen, wenn der zweite Detektor eine Ecke des ersten Abschnitts de tektiert, wobei die Steuerung ansprechend auf das zweite Signal die Rotationseinrichtung dazu veranlaßt, den ersten Abschnitt zu drehen.
Maschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Erfassungseinrichtung ferner eine erste und eine zweite Einrichtung (40b, 40a; 562, 560) zum Detektieren einer Ecke des ersten Abschnitts aufweist, wobei die zweite Erfassungseinrichtung (40a, 560) in Vorschubrichtung des ersten Abschnitts zu der Nähmaschine stromaufwärts von der ersten Erfassungseinrichtung angeordnet ist, wobei die zweite Erfassungseinrichtung die Nähmaschine dazu veranlaßt, ihre Nähgeschwindigkeit zu vermindern.
Maschine zum Zusammennähen eines ersten Stoffabschnitts, der mit einem Material gefüllt ist, und eines zweiten Abschnitts, wobei die Maschine eine Nähmaschine zum Aufnehmen und Zusammenfügen der Abschnitte aufweist, wobei die Maschine ferner eine Rand-Flachdrückeinrichtung aufweist, die entlang eines Vorschubweges der Abschnitte stromaufwärts von der Nähmaschine angeordnet ist und ein drehbares Bauteil (90) aufweist, wobei die Flachdrückeinrichtung eine Einrichtung (92) zum Drehen des drehbaren Bauteils aufweist, um die Konstruktion zu veranlassen, Material innerhalb des ersten Abschnitts in Richtung auf einen Aussenrand des ersten Abschnitts zu drücken, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsachse des drehbaren Bauteils im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Vorschubweg angeordnet ist und das drehbare Bauteil eine schraubenlinienförmige Konstruktion auf einer Aussenfläche aufweist.
Maschine zum Zusammennähen eines ersten Abschnitts und eines zweiten Stoffstücks, wobei die Maschine folgendes aufweist: eine Nähmaschine (80) zum Aufnehmen des ersten Abschnitts und des zweiten Stoffstücks entlang einer Vorschubrichtung und zum Zusammenfügen derselben; einen Arm (20; 550) mit einem distalen Ende, das dazu ausgebildet ist, mit der Oberfläche des ersten Abschnitts in Berührung zu treten; eine Einrichtung (35) zum Drehen des Arms um eine Achse, die zu der Oberfläche des ersten Abschnitts senkrecht ist, um den ersten Abschnitt zu drehen, wenn das distale Ende des Arms mit der Oberfläche des ersten Abschnitts in Berührung ist; und eine Steuerung (200); sowie einen ersten Detektor (40a; 560), der in der Vorschubrichtung in einer ersten feststehenden Distanz von der Nähmaschine angeordnet ist, um der Steuerung ein erstes Signal zuzuführen, wenn der erste Detektor eine Ecke des ersten Abschnitts detektiert, wobei die Steuerung ansprechend auf das erste Signal die Nähmaschine dazu veranlaßt, ihre Nähgeschwindigkeit zu verringern; dadurch gekennzeichnet, dass die Maschine ferner einen zweiten Detektor (40b; 562) aufweist, der in der Vorschubrichtung in einer zweiten feststehenden Distanz stromaufwärts von der Nähmaschine angeordnet ist, um der Steuerung ein zweites Signal zuzuführen, wenn der zweite Detektor eine Ecke des ersten Abschnitts detektiert, wobei die Steuerung ansprechend auf das zweite Signal die Rotationseinrichtung dazu veranlaßt, den ersten Abschnitt zu drehen.
Maschine nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin einen Mechanismus (510; 512) zum Festklemmen eines vorderen Rands des ersten Stoffabschnitts und zum Ziehen des ersten Abschnitts in Vorschubrichtung entlang der Nähmaschine aufweist.
Maschine nach einem der Ansprüche 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin eine Rand-Flachdrückeinrichtung aufweist, die entlang eines Vorschubweges der Abschnitte stromaufwärts von der Nähmaschine angeordnet ist, wobei die Rand-Flachdrückeinrichtung ein drehbares Bauteil (90) aufweist, das eine im Wesentlichen rechtwinklig zu dem Vorschubweg angeordnete Rotationsachse und eine schraubenlinienförmige Konstruktion an einer Aussenfläche aufweist, wobei die Flachdrückeinrichtung eine Einrichtung (92) zum Drehen des drehbaren Bauteils aufweist, um die schraubenlinienförmige Konstruktion zu veranlassen, Material innerhalb des ersten Abschnitts in Richtung auf einen Aussenrand des ersten Abschnitts zu drücken.
Verfahren zum automatischen Zusammennähen eines ersten Stoffabschnitts und eines Materialstücks, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist: manuelles Platzieren des ersten Stoffabschnitts und des Materialstücks auf einem Arbeitstisch angrenzend an eine Nähmaschine an einer vorbestimmten Stelle; automatisches Zuführen des ersten Abschnitts und des Materialstücks zu der Nähmaschine in Vorschubrichtung; Zusammennähen des ersten Abschnitts und des Materialstücks entlang von einem Rand des ersten Abschnitts; Detektieren der Ecke des ersten Abschnitts in einer ersten vorbestimmten Distanz von der Nähmaschine; ansprechend auf die Detektion der Ecke des ersten Abschnitts in der ersten vorbestimmten Distanz erfolgendes Verlangsamen der Nähgeschwindigkeit der Nähmaschine; Detektieren der Ecke des ersten Abschnitts in einer zweiten vorbestimmten Distanz von der Nähmaschine, wobei die erste vorbestimmte Distanz größer ist als die zweite vorbestimmte Distanz; ansprechend auf den Detektionsschritt erfolgendes Verschwenken des ersten Abschnitts um die Ecke; und während des Verschwenkschrittes erfolgendes kontinuierliches, automatisches Vernähen des ersten Abschnitts mit dem Materialstück entlang einem Rand des ersten Abschnitts.
Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass es weiterhin den Schritt der Schneidbearbeitung der Ecke während des kontinuierlichen automatischen Nähvorgangs aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner folgende Schritte aufweist: Detektieren einer Längsausrichtung des ersten Abschnitts in Bezug auf eine wahre Richtung während des Zuführens des ersten Abschnitts; und Korrigieren der Ausrichtung des ersten Abschnitts in Bezug auf die wahre Richtung.