EP3781739A1 - Nähmaschine - Google Patents

Nähmaschine

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EP3781739A1
EP3781739A1 EP19709873.4A EP19709873A EP3781739A1 EP 3781739 A1 EP3781739 A1 EP 3781739A1 EP 19709873 A EP19709873 A EP 19709873A EP 3781739 A1 EP3781739 A1 EP 3781739A1
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EP
European Patent Office
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sewing
side arm
head
sewing machine
arm housing
Prior art date
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Granted
Application number
EP19709873.4A
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English (en)
French (fr)
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EP3781739B1 (de
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Harald Kallenbach
Berthold Becker
Stefan Samstag
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Pfaff Industriesysteme und Maschinen GmbH
Original Assignee
Pfaff Industriesysteme und Maschinen GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by Pfaff Industriesysteme und Maschinen GmbH filed Critical Pfaff Industriesysteme und Maschinen GmbH
Priority to HRP20220363TT priority Critical patent/HRP20220363T1/hr
Priority to SI201930214T priority patent/SI3781739T1/sl
Publication of EP3781739A1 publication Critical patent/EP3781739A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3781739B1 publication Critical patent/EP3781739B1/de
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Anticipated expiration legal-status Critical

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    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
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    • D05B73/00—Casings
    • D05B73/02—Upper casings
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B37/00—Devices incorporated in sewing machines for slitting, grooving, or cutting
    • D05B37/02—Slitting or grooving devices
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B1/00—General types of sewing apparatus or machines without mechanism for lateral movement of the needle or the work or both
    • D05B1/08—General types of sewing apparatus or machines without mechanism for lateral movement of the needle or the work or both for making multi-thread seams
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B21/00—Sewing machines with devices for automatically controlling movement of work-carrier relative to stitch-forming mechanism in order to obtain particular configuration of seam, e.g. programme-controlled for sewing collars, for attaching pockets
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B23/00—Sewing apparatus or machines not otherwise provided for
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D05B69/00—Driving-gear; Control devices
    • D05B69/30—Details
    • D—TEXTILES; PAPER
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    • D05B73/04—Lower casings
    • D05B73/06—Lower casings for free-arm sewing machines
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B69/00—Driving-gear; Control devices
    • D05B69/08—Fluid drives, e.g. pneumatic

Definitions

  • the invention relates to a sewing machine and a sewing machine with a sewing machine and a method for sewing.
  • a sewing machine as well as a sewing unit is known from the prior use of the RS 562 sewing machines and KL 500 sewing unit.
  • a Nähstrom 3590 vario the applicant by public prior use known. It is an object of the present invention, a sewing machine of the type mentioned in such a way that an improved A accessibility and / or workability of the fabric, which is applied in particular on a fabric carrier body or a fabric template is guaranteed.
  • the distance between the stitch forming components in the sewing head and the stitch formation components of the housing bottom part is increased so that the picking up of the sewing material, in particular on a sewing material Carrier body or a fabric template is applied is facilitated. hereby reduces the risk of damage to the fabric during feeding to the stitching components or removal of the stitching components. This is particularly advantageous for contact-sensitive substances.
  • a sewing material consisting of a composite comprising a plurality of layers, wherein a layer is designed as a so-called slush skin.
  • a slush skin may be made by a powder sintering process.
  • Such materials are preferably used for vehicle interior components such as dashboard supports, armrests, console lids or door linings. As a rule, these vehicle interior components are provided with a decorative seam, that is, a seam which does not serve as a component connection.
  • the positioning of a fabric carrier body can be facilitated in hard to reach places, at the same time the risk of damage to the fabric is reduced.
  • an angle between a catching axis of the stand-side arm housing section and a catching axis of the head-side arm housing section is not more than 45 °, in particular not more than 30 °, in particular not more than 15 °.
  • stator-side arm housing portion forms a transition region from the stator-side arm housing portion to the head-side arm housing portion.
  • a telescopic Gelenkarmwelle according to claim 2 provides an advantageous and inexpensive embodiment of the sewing machine ready.
  • Prefers the telescopic Gelenkarmwelle is designed as a propeller shaft, so that an operative connection to the stitch formation components in the housing upper part is maintained even in the preparation position.
  • the telescopic Gelenkarmwelle according to claim 3 is konstmktiv advantageous.
  • the telescopic element serves to compensate for length changes as a result of the pivoting movement of the head-side arm housing section from the sewing position into the preparation position and vice versa.
  • the telescopic element is preferably non-rotatably connected to the head-side and the stator-side arm shaft joint.
  • the stator-side and / or the head-side arm shaft joint is designed as a universal joint.
  • the rotary actuator is designed actuator or motor.
  • the rotary actuator is a pneumatic, hydraulic or electric cylinder.
  • the rotary actuator according to claim 5, designed as a pneumatic cylinder, is structurally particularly favorable.
  • the pneumatic cylinder is designed as a pneumatic cylinder which can be pressurized on both sides and is also called a double-acting pneumatic cylinder.
  • Another object of the present invention is to provide a sewing machine for sewing multi-dimensional seams with improved accessibility and / or workability of the fabric.
  • the sewing unit is designed as a robotic sewing unit.
  • a robot arm with which the sewing machine can be arbitrarily controlled in five or six degrees of freedom in space.
  • the material to be sewn may be fixed to a holder.
  • the robot arm is arranged on the fabric carrier body, so that the fabric can be arbitrarily controlled in five or six degrees of freedom in space.
  • the sewing machine may be fixed stationary.
  • Another object of the present invention is to provide a sewing machine for sewing multidirectional in-plane seams with improved accessibility and / or workability of the fabric.
  • the sewing unit is designed as a CNC sewing unit.
  • the sewing unit is designed as a programmable large-field sewing machine.
  • the fabric is in a fabric template.
  • the sewing material template is moved on a sewing table according to the seam to be formed.
  • Another object of the present invention is to provide a method of sewing multi-dimensional seams or multi-directional in-seam seams in which the accessibility of the fabric is improved.
  • the receiving position for receiving the sewing material to be sewn and the delivery position for delivering the sewn sewing material may be the preparatory position already explained above in connection with the sewing machine.
  • Fig. 1 is an inner details disclosure side view of a
  • Fig. 2 increases a head-side arm housing portion and partially a stator-side arm housing portion of the sewing machine of FIG. 1;
  • FIG. 3 shows a further inner detail of a side view of a sewing machine of a sewing unit for sewing multi-dimensional seams in the preparation position
  • FIG. 4 enlarges a representation of the head-side arm
  • FIG. 5 shows an enlarged view of the head-side arm housing section in the unlocked state of the sewing machine according to FIG.
  • FIG. 6 is a view of the head-side arm housing portion of FIG. 5 in the locked state.
  • Figures 1 to 6 show an embodiment of a sewing unit with a sewing machine 1, which is used in a robot sewing unit, not shown.
  • the sewing machine 1 can be used in other sewing systems, such as, for example, a large-field sewing machine, in particular a CNC sewing machine, for sewing multi-directional seams lying in one plane.
  • the sewing machine 1 for the robot sewing unit shown in detail in FIGS. 1 to 6 is used for sewing seams lying in the space, in particular of seams not lying three-dimensionally in space.
  • One application example of the sewing unit is the application of trim appliqués in the interior of vehicles, for example on instrument panels, door panels or armrests. These vehicle interior components preferably consist of so-called slush
  • the robotic sewing unit includes an unillustrated robot arm with which the sewing machine 1 can be oriented arbitrarily in five or six degrees of freedom in space.
  • a Cartesian xyz coordinate system is indicated in the figures.
  • the x-axis is perpendicular to the drawing plane of Figure 1 and runs into it.
  • the y-direction runs in the figure 1 to the left and the z-direction extends in the figure 1 upwards.
  • the sewing machine in Fig. 1 is in Nähwolf for sewing multi-dimensional seams lying in space.
  • the sewing machine 1 with a sewing machine housing 2 has a C-shaped basic structure a housing lower part 3, a housing upper part 4 and a housing 5 connecting the housing lower part 3 and the housing upper part 4.
  • the lower housing part 3 and the upper housing part 4 extend along the y-direction.
  • the stator 5 runs along the z-direction.
  • the housing upper part 4 with a sewing head 6 is divided along the y-direction into a stator-side arm housing section 7 and a head-side arm housing section 8.
  • stitch forming components such as a needle bar 9 and thereto attached, indicated sewing needles 10 are provided.
  • a stitch length adjusting device 11 known per se and a needle transport device 12 known per se are provided in the head-side arm housing section 8.
  • a gripper 13 which is driven on a gripper lower part 14 synchronously with the sewing needle 10 for stitch formation.
  • the gripper 13 is essentially covered by a throat plate 39.
  • the gripper lower part 14 forms a column of the sewing machine 1 along the z axis.
  • the gripper lower part 14 is arranged at the head end of the housing lower part 3. Both in the gripper lower part 14 and in the lower housing part 3 not shown gripper drive components are provided.
  • the gripper lower part 14 has two levers 40. The latter serve to transmit a movement to a gripper joint (not shown in more detail).
  • a stitch formation area in which the seam is produced with the sewing machine 1, is freely accessible from all sides.
  • a rotational movement is generated by means of a drive motor, not shown, with a drive shaft, so that the stitch formation components, that is to say the needle bar 9 with the needle 10 and the gripper 13, are driven in a known manner.
  • the rotational movement is transmitted to a telescopic Gelenkarmwelle 16 in the housing upper part 4 and a lower arm shaft 17 in the housing lower part 3.
  • the lower arm shaft 17 is in operative connection with the gripper 13 with further gripper drive components.
  • the toothed belt 15 meshes with a telescopic upper arm shaft gear 18 and a lower arm shaft gear 19.
  • the telescoping Gelenkarmwelle 16 extends along the y-direction in the housing upper part 4 and has a stator-side arm shaft joint 20, a head-side arm shaft joint 21 and a telescopic arranged between them 22.
  • the latter is designed as a rotationally fixed connection, so that a transmission of the rotational movement of the telescopic Gelenkarmwelle 16 is ensured on the stitch formation components, in particular the Stichinn- adjusting device 11.
  • the stator-side and the head-side arm shaft joint 20, 21 is designed as a universal joint, also called cardan joint.
  • the telescopic Gelenkarmwelle 16 is designed as a precision PTO shaft, which can also be referred to as propshaft. As a result, a torque transmission with a bent shaft train is possible.
  • a joint 23 is arranged in the transition region from the stator-side arm housing section 7 and the head-side arm housing section 8.
  • the hinge 23 has a hinge axis 24 extending along the x direction ( Figure 6).
  • the hinge 23 is attached to an upper housing wall 25 of the housing upper part 4 in the region of the arm-side arm. Housing portion 7 attached and connected via a joint bridge 26 with the head-side arm housing portion 8.
  • the head-side arm housing section 8 is pivoted about the articulated axis 24 from the sewing position into a preparation position for receiving / delivering a sewing material via a pivoting drive 27 (FIGS. 3 and 4).
  • the pivot drive 27 is executed in the illustrated embodiment as a pneumatic cylinder.
  • the material to be sewn which is applied to a material carrier body or a material template, is positioned or removed relative to the stitch formation components, depending on the process stage.
  • the preparation position is to be understood as a receiving position or as a delivery position, depending on the process stage.
  • a distance 28 of stitch formation components, in particular the sewing needle 10, of the head-side arm housing section 8 to the stitch formation components, in particular the gripper 13 or the throat plate 39, of the housing lower part 3 in the y- and z-direction is increased ( Fig. 3).
  • the recording or delivery of the material is facilitated, which is applied in particular on a Nähgut- carrier body or a workpiece template.
  • the pivot drive 27 has a stator-side radial bearing 29 and a head-side radial bearing 30, wherein the stator-side radial bearing 29 is provided in the stator-side arm housing portion 7 and the head-side radial bearing 30 in the head-side arm housing portion 8.
  • the stator-side and the head-side radial bearing 29, 30 are connected by a partially illustrated working cylinder 31 (see Fig. 3).
  • the pivoting Movement from the Nähwolf in the preparation position is carried out by the pivot drive 27 such that the working cylinder 31 is extended to an end position.
  • the head-side radial bearing 30 is displaced in the y- and in the z-direction.
  • the head-side arm housing section 8 is pivoted up to 40 ° relative to the stand-side arm housing section 7. This results in a triangular space 32, the connection between the telescopic Gelenkarmwelle 16 and the stitch length adjusting device 11 in the head-side arm housing portion 8 is maintained. This is achieved by the telescopic element 22 is transferred from a retracted position to an extended position. In this position, the head-side arm shaft joint 21 is displaced in the y direction. At the same time, a portion of the telescopic Gelenkarmwelle 16, which is in operative connection with the stitch length adjusting device 11, angled.
  • the resulting triangular space 32 is covered by an indicated cover 33. This prevents the penetration of dust. In addition, a danger spot formed by the triangular-shaped space 32 for the components exposed at least in some areas, in particular the telescopic articulated arm shaft 16, is minimized or eliminated.
  • a pivoting movement of the head-side arm housing section 8 from the preparation position into the sewing position is carried out by the pivot drive 27 such that the working cylinder 31 is retracted until it reaches stops 34. Accordingly, the room 32 is closed and the distance 28 decreased.
  • the head-side arm housing section 8 is in Nähwolf.
  • a lock unit 35 is provided (Figs. 5 and 6). This comprises a pin 36 and a closing part 37, wherein the pin 36 is arranged in the stator-side arm housing section 7 and the closing part 37 is fastened in the head-side arm housing section 8 and protrudes into the stand-side arm housing section 7 in the sewing position (FIG. 6). With a pneumatic cylinder 38, the pin 36 is moved to lock into the closing part 37 or, for unlocking, the pin 36 is moved out of the closing part 37. For additionally securing the head-side arm housing section 8 in sewing position during sewing, the working cylinder 31 is pressurized.
  • the head-side arm housing section 8 is in the sewing position and is unlocked (FIGS. 1, 3 and 5).
  • the head-side arm housing portion 8 is pivoted into a receiving position.
  • the recording position here is to be understood as the preparation position described above. Accordingly, the pivoting of the head-side arm housing section 8 takes place by extension of the working cylinder 31 of the pivot drive 27 into the end position. This results in the distance 28, so that the sewing material to be sewn to the gripper 13 and the gripper base 14 can be aligned. If the sewing material to be sewn is aligned, the head-side arm housing section 8 is pivoted from the receiving position into the sewing position. This is achieved by driving the working cylinder 31 of the pivot drive 27 up to the stops 34.
  • the pin 36 moves by means of the pneumatic cylinder 38 in the closing part 37 a.
  • seam itself can be designed as a double lockstitch, single lockstitch or double chainstitch.
  • stitching takes place of at least one seam lying multi-dimensionally in space or at least one seam lying in a single plane in a multidirectional manner.
  • the head-side arm housing section 8 is unlocked.
  • the pin 36 moves out of the closing part 37 by means of the pneumatic cylinder 38.
  • the working cylinder 31 is extended again into the end position, so that the head-side arm housing portion 8 is pivoted into the dispensing position.
  • the delivery position here is the preparation position described above. Accordingly, the distance 28 between the sewing needle 10 and the gripper 13 is increased again here so that the sewn sewing material can be removed. Depending on the application, a new sewing material to be sewn can now be positioned.

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Abstract

Nähmaschine mit einem Nähmaschinengehäuse (2) aufweisend ein Gehäuse-Unterteil (3), ein Gehäuse-Oberteil (4) mit einem Nähkopf (6) und einem Ständer (5), der das Gehäuse-Unterteil (3) mit dem Gehäuse-Oberteil (4) verbindet, wobei das Gehäuse-Oberteil (4) einen ständerseitigen Arm- Gehäuseabschnitt (7), einen kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt (8) und ein Gelenk (23) aufweist, wobei das Gelenk (23) derart angeordnet ist, dass der kopfseitige Arm-Gehäuseabschnitt (8) zwischen einer Vorbereitungsstellung zur Aufnahme/ Abgabe eines Nähgutes und einer Nähstellung zum Nähen des Nähgutes verschwenkbar ist.

Description

Nähmaschine
Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Pa- tentanmeldung DE 10 2018 205 835.0 in Anspruch, deren Inhalt durch Be- zugnahme hierin aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine und eine Nähanlage mit einer Nähmaschine sowie ein Verfahren zum Nähen. Eine derartige Nähmaschine sowie eine Nähanlage ist durch offenkundige Vorbenutzung der Nähmaschinen RS 562 und Nähanlage KL 500 der An- melderin bekannt. Zudem ist eine Nähanlage 3590 vario der Anmelderin durch offenkundige Vorbenutzung bekannt. Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nähmaschine der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass eine verbesserte A Zu- gänglichkeit und/oder Verarbeitbarkeit des Nähguts, das insbesondere auf einem Nähgut-Trägerkörper bzw. einer Nähgut-Schablone aufgebracht ist, gewährleistet wird.
Diese Aufgabe ist erfmdungsgemäß gelöst durch eine Nähmaschine mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Durch Verschwenken des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts in die Vor- bereitungsstellung zur Aufnahme/ Abgabe eines Nähgutes wird der Abstand zwischen den Stichbildungskomponenten im Nähkopf und den Stichbil- dungskomponenten des Gehäuse-Unterteils vergrößert, sodass die Auf- nahme des Nähguts, das insbesondere auf einem Nähgut-Trägerkörper bzw. einer Nähgut-Schablone aufgebracht ist, erleichtert ist. Hierdurch wird das Risiko verringert, dass das Nähgut während des Zuführens zu den Stichbildungskomponenten bzw. beim Entfernen von den Stichbildungs- komponenten beschädigt wird. Dies ist besonders bei berührungsempfmd- lichen Stoffen vorteilhaft. Insbesondere ist dies der Fall bei einem Nähgut bestehend aus einem Komposit umfassend mehrere Schichten, wobei eine Schicht als sogenannte Slush-Haut ausgeführt ist. Eine solche Slush-Haut kann mit einem Pulversinter- Verfahren hergestellt sein. Derartige Materia- lien werden vorzugsweise für Fahrzeug- Innenraumkomponenten wie zum Beispiel Armaturenbrettträger, Armlehnen, Konsolendeckel oder Türver- kleidungen verwendet. In der Regel werden diese Fahrzeug- Innenraum- komponenten mit einer Ziernaht, also einer nicht einer Komponentenver- bindung dienenden Naht, versehen.
Insbesondere kann die Positionierung eines Nähgut-Trägerkörpers an schwer zugänglichen Stellen erleichtert werden, wobei gleichzeitig das Ri- siko einer Beschädigung des Nähgutes verringert ist.
Vorteilhafterweise beträgt ein Winkel zwischen einer Fängsachse des stän- derseitigen Arm-Gehäuseabschnitts und einer Fängsachse des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts nicht mehr als 45°, insbesondere nicht mehr als 30°, insbesondere nicht mehr als 15°.
Das Gelenk zwischen dem ständerseitigen Arm-Gehäuseabschnitt und dem kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt bildet einen Übergangsbereich vom ständerseitigen Arm-Gehäuseabschnitt zum kopfseitigen Arm-Gehäuseab- schnitt.
Eine Teleskop-Gelenkarmwelle nach Anspruch 2 stellt eine vorteilhafte und kostengünstige Ausführungsform der Nähmaschine bereit. Bevorzugt ist die Teleskop-Gelenkarmwelle als Kardanwelle ausgeführt, sodass eine Wirkverbindung zu den Stichbildungskomponenten im Gehäuse-Oberteil auch in der Vorbereitungsstellung erhalten bleibt.
Die Teleskop-Gelenkarmwelle nach Anspruch 3 ist konstmktiv vorteilhaft. Vorteilhafterweise dient das Teleskopelement zum Ausgleich von Län- genänderungen infolge der Schwenkbewegung des kopfseitigen Arm- Gehäuseabschnitts von der Nähstellung in die Vorbereitungsstellung und umgekehrt. Bevorzugt ist das Teleskopelement drehfest mit dem kopfseiti- gen und dem ständerseitigen Armwellen-Gelenk verbunden. In einer be- sonders bevorzugten Ausführungsform ist das ständerseitige und/oder das kopfseitige Armwellen-Gelenk als Kreuzgelenk ausgeführt.
Mit einem Schwenkantrieb nach Anspruch 4 ist sichergestellt, dass die Schwenkbewegung präzise ausgeführt wird. Vorteilhafterweise ist der Schwenkantrieb aktorisch oder motorisch ausgeführt. Insbesondere ist der Schwenkantrieb ein Pneumatik-, Hydraulik- oder Elektrozylinder.
Der Schwenkantrieb nach Anspruch 5, ausgeführt als Pneumatikzylinder, ist konstruktiv besonders günstig. Vorteilhafterweise ist der Pneumatikzy- linder als beidseitig druckluftbeaufschlagbarer Pneumatikzylinder, auch doppelwirkender Pneumatikzylinder genannt, ausgeführt.
Mit einer Verriegelungseinheit nach Anspruch 6 ist sichergestellt, dass der kopfseitige Arm-Gehäuseabschnitt während des Nähens in Nähstellung bleibt. Vorteilhafterweise erfolgt eine zusätzliche Sicherung des kopfseiti- gen Arm-Gehäuseabschnitts durch Vorspannung des Schwenkantriebes in der Nähstellung. Mit der Verriegelungseinheit nach Anspruch 7 wird eine konstruktiv vor- teilhafte und kostengünstige Ausführungsform bereitgestellt.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Näh- anlage zum Nähen von mehrdimensional im Raum liegenden Nähten mit einer verbesserten Zugänglichkeit und/oder Verarbeitbarkeit des Nähguts- bereitzustellen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Nähanlage mit den im Anspruch 8 angegebenen Merkmalen.
Vorteilhafterweise ist die Nähanlage als Roboter-Nähanlage ausgeführt. Zu dieser gehört vorzugsweise ein Roboter-Arm, mit dem die Nähmaschine beliebig gesteuert in fünf oder sechs Freiheitsgraden im Raum orientiert werden kann. Bei dieser Ausführungsform kann das Nähgut stationär an einer Halterung befestigt sein.
In einer vorteilhaften alternativen Ausführungsform ist der Roboter- Arm am Nähgut-Trägerkörper angeordnet, sodass das Nähgut beliebig gesteuert in fünf oder sechs Freiheitsgraden im Raum orientiert werden kann. Bei dieser Ausführungsform kann die Nähmaschine stationär befestigt sein.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Näh- anlage zum Nähen von multidirektionalen in einer Ebene liegenden Nähten mit einer verbesserten Zugänglichkeit und/oder Verarbeitbarkeit des Nähguts bereitzustellen.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch eine Nähanlage mit den im Anspruch 9 angegebenen Merkmalen. Insbesondere ist die Nähanlage als CNC-Nähanlage ausgeführt.
Vorteilhafterweise ist die Nähanlage als programmierbarer Großfeld- Nähautomat ausgeführt. Bei dieser Ausführungsform befindet sich das Nähgut in einer Nähgut- Schablone. Die Nähgutschablone wird entspre- chend der zu bildenden Naht auf einem Nähtisch verschoben.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Ver- fahren zum Nähen von mehrdimensional im Raum liegenden Nähten oder von multidirektional in einer Ebene liegenden Nähten bereitzustellen, bei dem die Zugänglichkeit des Nähguts verbessert ist.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren mit den im Anspruch 10 angegebenen Merkmalen.
In Vorbereitungsstellung ist der Abstand zu den Stichbildungskomponen- ten im Gehäuse-Oberteil und im Gehäuse-Unterteil vergrößert, sodass das Risiko einer Beschädigung des Nähguts verringert ist. Diese ist besonders bei berührungsempfindlichen Stoffen vorteilhaft. Bei der Aufnahmestel- lung zur Aufnahme des zu nähenden Nähgutes sowie bei der Abgabestel- lung zur Abgabe des genähten Nähgutes kann es sich um die vorstehend im Zusammenhang mit der Nähmaschine bereits erläuterte Vorbereitungsstel- lung handeln.
Bei einem Verfahren nach Anspruch 1 1 wird sichergestellt, dass das Nähen störungsfrei erfolgen kann. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Figu- ren näher erläutert. In dieser zeigen:
Fig. 1 eine innere Details preisgebende Seitenansicht einer
Nähmaschine einer Nähanlage zum Nähen von mehr- dimensional im Raum liegenden Nähten in Nähstel- lung;
Fig. 2 vergrößert einen kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt und teilweise einen ständerseitigen Arm- Gehäuseabschnitt der Nähmaschine nach Fig. 1 ;
Fig. 3 eine weitere innere Details preisgebende Seitenansicht einer Nähmaschine einer Nähanlage zum Nähen von mehrdimensional im Raum liegenden Nähten in Vor- bereitungsstellung;
Fig. 4. vergrößert eine Darstellung des kopfseitigen Arm-
Gehäuseabschnitts und teilweise des ständerseitigen Arm-Gehäuseabschnitts der Nähmaschine in Vorberei- tungsstellung nach Fig. 3;
Fig. 5 eine wiederum vergrößerte, innere Details preisgeben- de Ansicht des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts im entriegelten Zustand der Nähmaschine nach Fig. 1 ; und
Fig. 6 eine Ansicht des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts nach Fig. 5 im verriegelten Zustand. Die Figuren 1 bis 6 zeigen ein Ausführungsbeispiel für eine Nähanlage mit einer Nähmaschine 1, die in einer nicht dargestellten Roboter-Nähanlage verwendet wird. Die Nähmaschine 1 ist in anderen Nähanlagen wie zum Beispiel einem Großfeld-Nähautomat, insbesondere einer CNC-Nähanlage, zum Nähen von multidirektionalen in einer Ebene liegenden Nähten ein- setzbar.
Die in den Figuren 1 bis 6 im Detail dargestellte Nähmaschine 1 für die Roboter-Nähanlage dient zum Nähen von im Raum liegenden Nähten, ins- besondere von nicht eben dreidimensional im Raum liegenden Nähten. Ein Anwendungsbeispiel für die Nähanlage ist das Anbringen von Zier- nahtapplikationen im Innenraum von Fahrzeugen, beispielsweise an In- strumententafeln, Türverkleidungen oder Armauflagen. Bevorzugt beste - hen diese Fahrzeug- Innenraumkomponenten aus sogenannten Slush-
Häuten, die mit einem Pulversinter- Verfahren hergestellt sind. Zur Robo- ter-Nähanlage gehört ein nicht dargestellter Roboter- Arm, mit dem die Nähmaschine 1 beliebig gesteuert in fünf oder sechs Freiheitsgraden im Raum orientiert werden kann.
Zur Erleichterung von Lagebeziehungen ist in den Figuren jeweils ein kar- tesisches xyz-Koordinatensystem angegeben. Die x-Achse steht senkrecht auf der Zeichenebene der Figur 1 und läuft in diese hinein. Die y-Richtung verläuft in der Figur 1 nach links und die z-Richtung verläuft in der Figur 1 nach oben.
Die Nähmaschine in Fig. 1 befindet sich in Nähstellung zum Nähen von mehrdimensional im Raum liegenden Nähten. Die Nähmaschine 1 mit ei- nem Nähmaschinengehäuse 2 weist einen C-förmigen Grundaufbau mit einem Gehäuse-Unterteil 3, einem Gehäuse-Oberteil 4 und einem das Ge- häuse-Unterteil 3 und das Gehäuse-Oberteil 4 verbindenden Ständer 5 auf. Das Gehäuse-Unterteil 3 und das Gehäuse-Oberteil 4 verlaufen längs der y- Richtung. Der Ständer 5 verläuft längs der z-Richtung.
Das Gehäuse-Oberteil 4 mit einem Nähkopf 6 ist längs der y-Richtung in einen ständerseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 7 und einen kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 8 unterteilt. Im kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 8 sind Stichbildungskomponenten wie zum Beispiel eine Nadelstange 9 und hieran angebrachte, angedeutete Nähnadeln 10 vorgesehen. Zudem ist eine an sich bekannte Stichlängen- Stellvorrichtung 11 und eine an sich be- kannte Nadeltransport- Vorrichtung 12 im kopfseitigen Arm- Gehäuseabschnitt 8 vorgesehen.
Als weitere Stichbildungskomponente dient ein Greifer 13, der an einem Greifer-Unterteil 14 synchron mit der Nähnadel 10 zur Stichbildung ange- trieben ist. Der Greifer 13 wird im Wesentlichen von einer Stichplatte 39 verdeckt. Das Greifer-Unterteil 14 bildet längs der z- Achse eine Säule der Nähmaschine 1. Das Greifer-Unterteil 14 ist am kopfseitigen Ende des Ge- häuse-Unterteils 3 angeordnet. Sowohl im Greifer-Unterteil 14 als auch im Gehäuse-Unterteil 3 sind nicht dargestellte Greifer-Antriebskomponenten vorgesehen. Zudem weist das Greifer-Unterteil 14 zwei Hebel 40 auf. Letz- tere dienen zur Übertragung einer Bewegung an einem nicht näher darge- stellten Greifer-Gelenk.
Aufgrund der Säulengestaltung des Greifer-Unterteils 14 ist ein Stichbil- dungsbereich, in dem die Naht mit der Nähmaschine 1 erzeugt wird, von allen Seiten her frei zugänglich. Über einen nicht dargestellten Antriebsmotor mit einer Antriebswelle wird eine Drehbewegung erzeugt, sodass die Stichbildungskomponenten, also die Nadelstange 9 mit der Nadel 10 und der Greifer 13, in bekannter Weise angetrieben werden. Über einen Zahnriemen 15 wird die Drehbewegung auf eine Teleskop-Gelenkarmwelle 16 im Gehäuse-Oberteil 4 und auf eine Unterarmwelle 17 im Gehäuse-Unterteil 3 übertragen. Die Unterarmwelle 17 steht mit weiteren Greifer- Antriebskomponenten in Wirkverbindung mit dem Greifer 13. Hierzu kämmt der Zahnriemen 15 ein Teleskop- Oberarmwellenzahnrad 18 und ein Unterarmwellenzahnrad 19.
Die Teleskop-Gelenkarmwelle 16 erstreckt sich längs der y-Richtung im Gehäuse-Oberteil 4 und weist ein ständerseitiges Armwellen-Gelenk 20, ein kopfseitiges Armwellen-Gelenk 21 und ein zwischen diesen angeordne- tes Teleskopelement 22 auf. Letzteres ist als drehfeste Verbindung ausge- führt, sodass eine Übertragung der Drehbewegung der Teleskop- Gelenkarmwelle 16 auf die Stichbildungskomponenten, insbesondere der Stichlängen- Stellvorrichtung 11 gewährleistet ist. Das ständerseitige und das kopfseitige Armwellen-Gelenk 20, 21 ist als Kreuzgelenk, auch Kar- dangelenk genannt, ausgeführt. Mit anderen Worten ist die Teleskop- Gelenkarmwelle 16 als Präzisionsgelenkwelle, die auch als Kardanwelle bezeichnet werden kann, ausgeführt. Hierdurch ist eine Drehmoment- Übertragung mit einem geknickten Wellenstrang möglich.
Im Übergangsbereich vom ständerseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 7 und dem kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 8 ist ein Gelenk 23 angeordnet. Das Gelenk 23 weist eine Gelenkachse 24 auf, die sich längs der x- Richtung erstreckt (Fig. 6). Das Gelenk 23 ist an einer oberen Gehäuse- wand 25 des Gehäuse-Oberteils 4 im Bereich des ständerseitigen Arm- Gehäuseabschnitts 7 angebracht und über eine Gelenkbrücke 26 mit dem kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 8 verbunden.
Über einen Schwenkantrieb 27 wird der kopfseitige Arm-Gehäuseabschnitt 8 um die Gelenkachse 24 von der Nähstellung in eine Vorbereitungsstel- lung zur Aufnahme/ Abgabe eines Nähgutes geschwenkt (Fig. 3 und 4). Der Schwenkantrieb 27 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als Pneumatikzy- linder ausgeführt.
In Vorbereitungsstellung wird das Nähgut, das auf einem Nähgut- Trägerkörper bzw. einer Nähgut-Schablone aufgebracht ist, je nach Verfah- rensstadium gegenüber den Stichbildungskomponenten positioniert bzw. entfernt. Somit ist die Vorbereitungsstellung je nach Verfahrens Stadium als eine Aufnahmestellung oder als eine Abgabestellung zu verstehen.
In Vorbereitungsstellung wird ein Abstand 28 von Stichbildungskompo- nenten, insbesondere der Nähnadel 10, des kopfseitigen Arm- Gehäuseabschnitts 8 zu den Stichbildungskomponenten, insbesondere dem Greifer 13 bzw. der Stichplatte 39, des Gehäuse-Unterteils 3 in y- und z- Richtung vergrößert (Fig. 3). Hierdurch wird die Aufnahme bzw. Abgabe des Nähguts erleichtert, welches insbesondere auf einem Nähgut- Trägerkörper bzw. einer Nähgut-Schablone aufgebracht ist.
Der Schwenkantrieb 27 weist ein ständerseitiges Radiallager 29 und ein kopfseitiges Radiallager 30 auf, wobei das ständerseitige Radiallager 29 im ständerseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 7 und das kopfseitige Radiallager 30 im kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 8 vorgesehen ist. Das ständer- seitige und das kopfseitige Radiallager 29, 30 sind durch einen teilweise dargestellten Arbeitszylinder 31 verbunden (vgl. Fig. 3). Die Schwenkbe- wegung von der Nähstellung in die Vorbereitungsstellung wird durch den Schwenkantrieb 27 derart ausgeführt, dass der Arbeitszylinder 31 in eine Endlage ausgefahren wird. Infolge der Schwenkbewegung wird das kopf- seitige Radiallager 30 in y- und in z-Richtung verschoben.
Während der Schwenkbewegung von der Nähstellung in die Vorberei- tungsstellung wird der kopfseitige Arm-Gehäuseabschnitt 8 gegenüber dem ständerseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 7 bis zu 40° verschwenkt. Hier- durch entsteht ein dreiecksförmiger Raum 32, wobei die Verbindung zwi- schen der Teleskop-Gelenkarmwelle 16 und der Stichlängen- Stellvorrichtung 11 im kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 8 erhalten bleibt. Dies wird dadurch erreicht, dass das Teleskopelement 22 von einer eingefahrenen Stellung in eine ausgefahrene Stellung überführt wird. In dieser Stellung ist das kopfseitige Armwellen-Gelenk 21 in y-Richtung verschoben. Gleichzeitig ist ein Teilabschnitt der Teleskop- Gelenkarmwelle 16, welcher mit der Stichlängen-Stellvorrichtung 11 in Wirkverbindung steht, angewinkelt.
Der entstandene dreiecksförmige Raum 32 wird durch eine angedeutete Abdeckung 33 abgedeckt. Hierdurch wird ein Eindringen von Staub ver- hindert. Zudem wird eine durch den dreiecksförmigen Raum 32 gebildete Gefahrenstelle für die zumindest bereichsweise freiliegenden Komponen- ten, insbesondere der Teleskop-Gelenkarmwelle 16, minimiert bzw. elimi- niert.
Eine Schwenkbewegung des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts 8 von der Vorbereitungsstellung in die Nähstellung wird von dem Schwenkan- trieb 27 derart ausgeführt, dass der Arbeitszylinder 31 bis zum Erreichen von Anschlägen 34 eingefahren wird. Entsprechend wird der Raum 32 ge- schlossen und der Abstand 28 verringert. Der kopfseitige Arm- Gehäuseabschnitt 8 ist in Nähstellung.
Zum Sichern des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts 8 in Nähstellung während des Nähens ist eine Verriegelungseinheit 35 vorgesehen (Fig. 5 und 6). Diese umfasst einen Zapfen 36 und ein Schließteil 37, wobei der Zapfen 36 im ständerseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 7 angeordnet ist und das Schließteil 37 im kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 8 befestigt ist und in Nähstellung in den ständerseitigen Arm-Gehäuseabschnitt 7 hinein- ragt (Fig. 6). Mit einem Pneumatikzylinder 38 wird der Zapfen 36 zum Verriegeln ins Schließteil 37 gefahren bzw. zum Entriegeln wird der Zap- fen 36 aus dem Schließteil 37 gefahren. Zum zusätzlichen Sichern des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts 8 in Nähstellung während des Nähens wird der Arbeitszylinder 31 mit Druck beaufschlagt.
Nachfolgend wird ein Verfahren zum Nähen von mehrdimensional im Raum liegenden Nähten näher beschrieben. Hierzu sei angemerkt, dass das Verfahren unabhängig von der Nähanlage ähnlich ist.
Zunächst befindet sich der kopfseitige Arm-Gehäuseabschnitt 8 in Nähstel- lung und ist entriegelt (Fig. 1, 3 und 5). Zur Aufnahme eines zu nähenden Nähguts, das insbesondere auf einem Nähgut-Trägerkörper aufgebracht ist, wird der kopfseitige Arm-Gehäuseabschnitt 8 in eine Aufnahmestellung verschwenkt. Unter der Aufnahmestellung ist hier die oben beschriebene Vorbereitungsstellung zu verstehen. Demnach erfolgt die Verschwenkung des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts 8 durch Ausfahren des Arbeitszy- linders 31 des Schwenkantriebs 27 in die Endlage. Hierdurch entsteht der Abstand 28, sodass das zu nähende Nähgut zu dem Greifer 13 und dem Greifer-Unterteil 14 ausgerichtet werden kann. Ist das zu nähende Nähgut ausgerichtet, erfolgt ein Verschwenken des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts 8 von der Aufnahmestellung in die Nähstellung. Dies wird durch ein Fahren des Arbeitszylinders 31 des Schwenkantriebs 27 bis zu den Anschlägen 34 erreicht.
In der Stellung erfolgt eine Zuhaltung des kopfseitigen Arm- Gehäuseabschnitts 8 durch Druckbeaufschlagung des Arbeitszylinders 31. Zusätzlich wird vor Start des Nähens der kopfseitige Arm- Gehäuseabschnitt 8 mit der Verriegelungseinheit 35 verriegelt. Hierzu fährt der Zapfen 36 mittels des Pneumatikzylinders 38 in das Schließteil 37 ein.
Anschließend erfolgt ein Nähen mindestens einer Naht. Die Naht selbst kann als Doppel-Steppstich, Einfach-Steppstich oder Doppel-Kettenstich ausgeführt sein. Je nach Nähanlage erfolgt ein Nähen mindestens einer mehrdimensional im Raum liegenden Naht oder mindestens einer multidi- rektional in einer Ebene liegenden Naht.
Nach Abschluss des Nähens wird der kopfseitige Arm-Gehäuseabschnitt 8 entriegelt. Hierzu fährt der Zapfen 36 mittels des Pneumatikzylinders 38 aus dem Schließteil 37 heraus.
Danach wird der Arbeitszylinder 31 wieder in die Endlage ausgefahren, sodass der kopfseitige Arm-Gehäuseabschnitt 8 in die Abgabestellung ver- schwenkt wird. Unter der Abgabestellung ist hier die oben beschriebene Vorbereitungsstellung zu verstehen. Entsprechend ist hier wieder der Ab- stand 28 zwischen der Nähnadel 10 und dem Greifer 13 vergrößert, sodass das genähte Nähgut entnommen werden kann. Je nach Anwendung kann nun ein neues zu nähendes Nähgut positioniert werden.

Claims

Patentansprüche
1. Nähmaschine mit einem Nähmaschinengehäuse (2), aufweisend
- ein Gehäuse-Unterteil (3),
- ein Gehäuse-Oberteil (4) mit einem Nähkopf (6) und
- einen Ständer (5), der das Gehäuse-Unterteil (3) mit dem Gehäuse-
Oberteil (4) verbindet,
wobei das Gehäuse-Oberteil (4) aufweist
- einen ständerseitigen Arm-Gehäuseabschnitt (7),
- einen kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt (8) und
ein Gelenk (23) zwischen dem ständerseitigen Arm- Gehäuseabschnitt (7) und dem kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitt (8),
wobei das Gelenk (23) derart angeordnet ist, dass der kopfseitige Arm- Gehäuseabschnitt (8) zwischen einer Vorbereitungsstellung zur Auf- nahme/ Abgabe von Nähgut und einer Nähstellung zum Nähen des Nähgutes verschwenkbar ist.
2. Nähmaschine nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch eine Teleskop- Gelenkarmwelle (16) zum Verbinden einer Antriebseinheit mit Stich- bildungskomponenten im Gehäuse-Oberteil (4).
3. Nähmaschine nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Teleskop-Gelenkarmwelle (16) ein ständerseitiges Armwellen-Gelenk (20) und ein kopfseitiges Armwellen-Gelenk (21) aufweist und zwi- schen dem ständerseitigen und dem kopfseitigen Armwellen-Gelenk (20, 21) ein Teleskopelement (22) angeordnet ist.
4. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3 gekennzeichnet durch ein Schwenkantrieb (27), mit dem der kopfseitige Arm- Gehäuseabschnitt (8) in die Vorbereitungsstellung oder die Nähstel- lung verschwenkt werden kann.
5. Nähmaschine nach Anspruch 4 dadurch gekennzeichnet, dass der Schwenkantrieb (27) ein Pneumatikzylinder ist.
6. Nähmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5 gekennzeichnet
durch eine Verriegelungseinheit (35) zum Halten des kopfseitigen
Arm-Gehäuseabschnittes (8) in Nähstellung während des Nähens.
7. Nähmaschine nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Verriegelungseinheit (35) einen Pneumatikzylinder (38) aufweist.
8. Nähanlage zum Nähen von mehrdimensional im Raum liegenden Näh- ten mit einer Nähmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
9. Nähanlage zum Nähen von multidirektionalen in einer Ebene liegenden Nähten mit einer Nähmaschine (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.
10. Verfahren zum Nähen von mehrdimensional im Raum liegenden Näh- ten oder von multidirektionalen in einer Ebene liegenden Nähten mit den Verfahrensschritten
- Bereitstellen einer Nähanlage nach Anspruch 7 oder 8,
Schwenken des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts (8) in eine Aufnahmestellung zur Aufnahme des zu nähenden Nähgutes, Schwenken des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts (8) in eine Nähstellung, Nähen mindestens einer Naht in der Nähstellung und
Schwenken des kopfseitigen Arm-Gehäuseabschnitts (8) in eine Abgabestellung zur Abgabe des genähten Nähgutes.
11. Verfahren nach Anspruch 10 dadurch gekennzeichnet, dass der kopf- seitige Arm-Gehäuseabschnitt (8) vor dem Nähen verriegelt oder nach dem Nähen entriegelt wird.
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