Die vorliegende Erfindung betrifft eine Falt- und Übergabevorrichtung
für eine Nähmaschine, sowie ein Verfahren zum Falten von biegeschlaffen
und insbesondere textilen Materialien. Dabei werden im Rahmen der Beschreibung der
vorliegenden Erfindung mit dem Begriff "biegeschlaff" Materialien bezeichnet, die
im Wesentlichen nur auf Zug beansprucht und gefördert werden können, weil
in ihnen nahezu kein Biegemoment wirken kann. So sind beispielsweise Gurtmaterialien
wesentliche Vertreter einer Materialgruppe mit dieser Eigenschaft.
In Nähvorrichtung bzw. nähtechnischen Automaten werden häufig
Endbereiche von textilen Materialien umgefaltet und vernäht. Für eine
Positionierung einer Faltung sind Faltvorrichtungen mit mindestens einem Faltschwert
und einem beweglichen Falter bekannt, aus denen heraus ein definiert gefaltetes
Nähgut an eine Nähmaschine übergeben wird. Dazu wird das Nähgut
durch den Falter über das Faltschwert umgelegt und mittels des Falters solange
niedergedrückt, bis eine Nähklammer aufgesetzt wird, um einen zu vernähenden
Bereich zu fixieren. Erst nach dieser Übergabe erfolgt in einer bekannten Vorrichtung
der Einsatz einer Nähmaschine. Derartige Verfahrensschritte findet im Bereich
der Heimtextilfertigung, der Fertigung von Sicherheits- und Lastengurten, aber auch
außerhalb der textilen Materialien beispielsweise bei der Lederverarbeitung
und vielen anderen Anwendungen mit biegeschlaffen Materialien statt.
Ohne Beschränkung der Erfindung wird nachfolgend als Beispiel
nur eine Fertigung von textilen Bodenwischern betrachtet: Bei einer Herstellung
von Bodenwischern wird nach der Bearbeitung beider Längsseiten in einem Linienprozess
ein endloser textiler Strang beispielsweise durch Einlegen und Fixieren von Labeln
zum Ausbilden von Taschen und/oder zur Kennzeichnung vorverarbeitet. Dieser Strang
wird dann in einzelne Abschnitte definierter Länge geschnitten. Die Enden dieser
einzelnen Abschnitte werden in einem anschließenden Schritt mit der Hilfe eines
Falters um ein Faltschwert gefaltet und an einen Nähapparat übergeben,
wo sie durch eine Nähklammer fixiert werden. Die Nähklammer fixiert den
gefalteten Abschnitt und definiert durch eine Umrahmung zugleich einen zum Vernähen
durch eine Nähnadel des Nähapparates vorgesehenen Bereich des Nähgutes.
In den Fällen, in denen die Faltung nur sehr klein sein soll,
d.h. die Naht sehr nahe am Rand des zu fertigenden Teils liegen soll, kommt es zu
einem Platzproblem zwischen dem Falter und der Nähklammer. Verlegt man den
Druckpunkt des Falters weiter nach außen zu dem Biegerand bzw. der Faltkante
des textilen Abschnitts hin, so kommt der Falter auf dem Radius des gefalteten Abschnitts
zum liegen. Diese Situation führt in der Regel bis zur Fertigstellung einer
Naht häufig zu einem Verrutschen der miteinander zu vernähenden Bereiche
des Abschnitts in der Aufspannung bzw. im Bereich der Nähklammer. Hiermit sind
die heute geforderten Produkttoleranzen von bis zu 1 mm nicht mehr sicher einzuhalten.
Teilweise öffnet sich auch die Faltung des textilen Abschnitts, bevor die Faltung
korrekt vernäht werden konnte. Ein Nähergebnis ist damit mangelhaft. Das
betreffende Nähgut ist dann Ausschuss und nicht mehr verwertbar.
Ein umgefalteter Bereich eines textilen Abschnitts stellt in der Regel
einen Verlust an Material dar, der schon zur Einsparung an textilem Material möglichst
gering gehalten werden soll. Schon aus Kostengründen treten daher in der praktischen
Anwendung sehr klein bemessene Faltungen und die damit verbundenen und vorstehend
nur grob angedeuteten Probleme in der Produktion immer häufiger auf.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Nähvorrichtung
und ein Verfahren mit verbesserter Zuverlässigkeit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche
gelöst. Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zeichnet sich demnach dadurch
aus, dass sie einen Falter mit kammartigem Falt-, Drück- bzw. Haltebereich
und zu einer Drückkante dieses Bereichs hin offen auslaufenden Zinken sowie
eine Nähklammer mit einem kammartigen Abschnitt umfasst, der zum kämmenden
Eingriff in den kammartigen Bereich des Falters ausgebildet ist.
Damit wird erfindungsgemäß erreicht, dass der Falter und
die Nähklammer im Gegensatz zum Stand der Technik nicht länger auf engstem
Raum hart aneinander angrenzend arbeiten, sondern dass sie den Bereich einer Faltung
des Nähgutes miteinander kollisionsfrei dadurch teilen, dass ein Teil der Nähklammer
kämmend in den Falter eingreifend abgesenkt wird. Der kammartig ausgebildete
Teil der Nähklammer durchdringt den Falter dabei im Bereich von Zinken, ohne
dass dabei die Bewegungs- oder Funktionsfähigkeit eines der beiden Elemente
beeinträchtigt würde. So kann der Falter nach Aufsetzen der Nähklammer
auch entfernt werden, ohne die Fixierung des Nähgutes durch die Nähklammer
zu beeinträchtigen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist ein
Abschnitt der Zinken des Falters oberhalb einer Oberfläche des Nähgutes
und parallel hierzu verlaufend ausgerichtet. Durch diese konstruktive Maßnahme
wird ein konstruktiv einstellbarer, weiter Bereich vorgegeben, in dem ein kammartiger
Abschnitt der Nähklammer in den Falter eingreifen kann. So
kann eine Halteposition des Falters sehr viel weiter in die Nähe einer geplanten
Naht verlegt werden, als dies bislang möglich war. Damit wird eine höhere
Positionsgenauigkeit beim Falten und zudem beim Herausschieben bzw. Ziehen eines
Faltschwertes eine geringe Verschiebung des gefalteten und zum Vernähen vorfixierte
Nähgutes erzielt.
Zudem zeichnen sich die Zinken des Falters in einer Ausführungsform
der Erfindung durch eine gewisse Federelastizität aus, die nach Materialauswahl
und gefertigter Zinkenlänge auch für einen Niveau-Ausgleich bei unterschiedlichen
Materialstärken des Nähgutes verwendet wird. Damit ist es auch in gewissen
Grenzen möglich, auch unterschiedliche Qualitäten und/oder Dicken von
biegeschlaffen Materialien ohne Anpassung der Einstellungen in einer erfindungsgemäßen
Falt- und Übergabevorrichtung zu verarbeiten.
In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung
sind die Zinken des Falters an Ihren freien Enden ellipsen- oder kugelartig abgerundet
und weisen entsprechende Verdickungen auf. Diese Ausführung der Enden der Zinken
eignen sich besser zum Falten entlang flauschigen Materials als dies von bekannten
Faltern mit geraden Kanten her bekannt ist. Bei Schlaufenmaterial, das insbesondere
bei der Herstellung von verschiedenen Bodenwischern Schlaufenlängen von mehreren
Zentimetern Länge aufweisen kann, sind diese in mindestens einer Ebene ellipsenartig
ausgebildeten Verdickungen so bemessen, dass sich die Schlaufen beim Faltvorgang
nicht in die Zinken einfädeln und/oder einhaken können.
Da nun aufgrund der neuartigen kammartigen Struktur des Falters Anpressdrücke
jeweils auf Punkte konzentriert werden und damit Flächenpressungen auch bei
flauschigem Material ermöglicht werden, wird das Nähgut durch einen solchen
Falter auch wesentlich besser in Position gehalten. Ferner haben in bekannten Vorrichtungen
unterschiedliche Ausrichtungen in der Faserrichtung bei Faltern mit einfacher Abstreifkante
zu unterschiedlich großen Verschiebungen hinsichtlich einer endgültigen
Produktposition geführt. Dieser Einfluss wird bei der Verwendung von kugelartig
abgerundeten Fertigungen an den Enden der Zinken eines erfindungsgemäßen
Falters minimiert.
Vorteilhafterweise ist der kammartige Abschnitt der Nähklammer
im Wesentlichen senkrecht zu der Oberfläche des Nähgutes ausgerichtet.
Hinsichtlich des durch die Nähklammer definierten Nähbereiches, der durch
eine fensterartige Öffnung der Nähklammer festgelegt ist, wird durch dieses
Merkmal bei mechanisch sicherer Fixierung ein Freiraum zum Verfahren einer Nähnadel
während des Nähvorganges gegenüber bekannten Vorrichtungen erheblich
vergrößert.
Weiter wird in einer Ausführungsform der Erfindung der kammartige
Abschnitt der Nähklammer und/oder der kammartige Bereich des Falters einer
Oberflächenkontur des Nähgutes angepasst ausgebildet. So kann beispielsweise
durch unterschiedlich lange Zinken eines Bauteils oder der beiden Bauteile auch
bei mindestens abschnittsweise mehrlagig liegendem Nähgut ein Anpressdruck
eingestellt werden, der bei jeder Zinke ungefähr gleich groß ist. Damit
wird eine stets zuverlässige Fixierung des Nähgutes erzielt.
Wie bereits eingangs betont, so wird durch eine Vorrichtung gemäß
der vorliegenden Erfindung erreicht, dass die Bewegungs- und Funktionsfähigkeit
jedes der beiden Elemente, Falter und Nähklammer, trotz eines Ineinandergreifens
unbeeinträchtigt sind. Daher wird in einem bevorzugten Verfahren bei optimierter
Platznutzung an der Faltung eines biegeschlaffen Materials der Falter nach Absenken
der Nähklammer vom Nähgut entfernt, beispielsweise durch leichtes Anheben
und Herausziehen parallel zu den Zinken des Falters.
Auch wenn ein zu verarbeitendes Gut im Rahmen dieser Offenbarung der
Erfindung durchgehend als Nähgut bezeichnet wird, so ist hierin keine Beschränkung
zu sehen. Eine Fixierung kann anstelle durch Nähen auch durch Ultraschallschweißen
o.ä. durchgeführt werden.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend unter
Bezug auf die Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
In der Zeichnung zeigen:
1a bis 1e: perspektivisch
dargestellte Momentaufnahmen eines erfindungsgemäßen Verfahrens unter
Verwendung eines erfindungsgemäßen Falters sowie eines erfindungsgemäßen
kammartigen Abschnitts einer Nähklammer;
2a: eine perspektivische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform eines Falters;
2b: eine Draufsicht auf den Falter von 2a
mit darunter angedeutetem gefalteten Nähgut;
2c: eine perspektivische Darstellung einer weiteren
Ausführungsform eines kammartigen Abschnittes einer Nähklammer;
3: eine vergrößerte Darstellung eines Schnittes
in der Ebene A0–A1 von 1d
und
4a bis 4e: perspektivische
Darstellungen eines bekannten Verfahrens und einer bekannten Vorrichtung
analog der Figurenfolge von 1a bis 1e.
Nachfolgend werden über die Zeichnungen hinweg einheitlich gleiche
Begriffe und Bezugszeichen für gleichartige Elemente und Verfahrensschritte
verwendet.
Die Folge der 4a bis 4e
zeigt ein bekanntes Verfahren, nach dem ein textiles Bandmaterial zur Herstellung
eines Bodenwischers in einer Vorrichtung 1 verarbeitet wird. Dieses textile
Material weist eine sehr flauschige Oberfläche auf und ist deswegen in der
maschinellen Handhabung stets kritisch. In dem bekannten Herstellprozess ist das
textile Nähgut 2 an seinen Längskanten 3 in Vorbereitungsschritten,
die hier nicht weiter dargestellt sind, bereits nach innen umgeschlagen und fixiert
worden. Auch sind an dem nicht flauschig ausgebildeten späteren Innenbereich
des Bodenwischers Taschen 5 durch Einlegen und Vernähen von Gewebeabschnitten
4 vorbereitet worden, in die später beim Einsatz des Bodenwischers
Arme eines Wischerstabes unter Spannung rastend eingreifen. Nun werden diese Taschen
5 an einer offenen Stirnseite 6 des textilen Bandmaterials
2 einseitig geschlossen, indem das Nähgut 2 um ein definiertes
Maß für ein nachfolgendes Vernähen umgeschlagen wird.
Hierzu wird ein definierter Abschnitt 7 des Nähgutes
2 auf einem nicht weiter dargestellten Tisch vorgeschoben. Es wird ein
Faltschwert 8 auf das Nähgut 2 aufgelegt, während ein
wesentlicher Teil des Abschnitts 7 auf einem beweglichen Falter
9 ruht. Diese Position ist in 4a als dreidimensionale
Prinzipskizze dargestellt.
Durch ein durch Pfeil P1 angedeutetes Anheben des an einem freien
Ende leicht abgekanteten Falters 9 wird der Abschnitt 7 nun gemäß
4b und 4c um das Faltschwert
8 angelegt. Nach einem Verschieben des Falters 9 entlang Pfeil
P2 und Absenken nach Pfeil P3 ist das Faltschwert 8 im vorliegenden Beispielfall
schließlich komplett umschlossen, siehe 4d. Hierzu
sind Breite und Höhe des Faltschwerts 8 und die Länge des Abschnitts
7 unter Berücksichtigung einer Höhe h des Nähgutes
2 entsprechend aufeinander abgestimmt worden.
Nach dem Herausziehen des Faltschwertes 8 entlang Pfeil P4
wird in 4e nun eine rahmenförmige Nähklammer
10 zum Fixieren des definiert gefalteten Nähgutes 2 entlang
Pfeil P5 aufgesetzt. Das erfolgt im vorliegenden Fall im Zuge eines Transportschrittes
T des vorbereiteten Nähguts 2 unter eine nicht weiter dargestellte
Nähmaschine beim Übergang von 4d nach
4e.
An dieser Stelle kommt es nun erkennbar zu einem Platzproblem zwischen
einem Drückkante 11 des Falters 9 und einem Abschnitt
12 der Nähklammer 10: Der Druckpunkt der Drückkante
11 muss auch bei klein bemessenen Faltungen ausreichend weit von einem
Biegerand 13 der Faltung entfernt liegen, um eine korrekte Faltung sicherstellen
zu können. Andererseits definiert der Abschnitt 12 der Nähklammer
10 eine Grenze, bis zu der anschließend genäht werden kann. Da
maßhaltig in einem Bereich von +/– 1 mm gefaltet und die gebildete Faltung
des Nähgutes 2 zudem selbstverständlich auch zuverlässig
genäht werden muss, ist in bekannten Verfahren mit dem angedeuteten Zielkonflikt
nur ein Kompromiss dahingehend möglich, dass die Länge des Abschnitts
7 vergrößert und damit der Umschlag selber verlängert werden
muss. Damit wird aber am Ende auch von dem textilem Material mehr eingesetzt, was
den Stückpreis je Bodenwischer erhöht.
Abhilfe wird nun durch ein erfindungsgemäßes Verfahren geleistet,
das in einem Ausführungsbeispiel in der Figurenfolge von 1a
bis 1e dargestellt ist. In einem ersten Schritt wird
das Nähgut 2 in gleicher Weise zugeführt, wie in 4a
dargestellt. Die Vorrichtung weist nun in Abweichung zu dem vorstehend beschriebenen
Stand der Technik einen Falter 9 mit einer kammartig ausgebildeten Falt-,
Halte- bzw. Drückkante 11 auf, wie in der Ansicht von 1a
zu sehen ist. Diese kammartig ausgebildete Drückkante 11 weist zu
einen freien Ende hin offen auslaufende Zinken 14 auf. Die eigentliche
Kante 11 ist damit also zugunsten einer Punkt-Struktur aufgelöst worden.
Die Zinken 14 weisen an ihren freien Enden kugelartig abgerundete
Verdickungen 15 auf. Diese Verdickungen 15 verhindern u.a. ein
Einfädeln der Enden der Zinken 14 in den Flausch bzw. Schlaufen des
Textils 2. Dabei läuft das Verfahren in den ersten Schritten so ab,
wie aus dem Stand der Technik bekannt: Nach dem nicht weiter dargestellten Einführen
des Nähgutes 2 in die Vorrichtung 1 wird der Falter
9 entlang dem Pfeil P1 angehoben. 1a entspricht
soweit der Abbildung von 4c. im nächsten Schritt
wird der Falter 9 zum Schließen des Abschnitts 7 um das Faltschwert
8 herum entlang Pfeil P2 verfahren und dann abgesenkt, wie mit Pfeil P3
in 1b angedeutet. Beim Verfahren des so vorbereiteten
Nähgutes 2 zu einer Nähstation wird das Faltschwert
8 im Rahmen des Transportschritts T entlang Pfeil P4 entfernt. Die Verdickungen
15 bewirken während dieser Bewegung punktförmige Pressungen des
Textils 2, so dass ein insgesamt sicherer Halt des definiert umgefalteten
Textils 2 gegen jede Art von Verrutschen erzielt wird.
Im Bereich der nicht weiter dargestellten Nähstation angekommen
senkt sich in 1c ein kammartiges Abschnitt
17 einer neuartig ausgebildeten Nähklammer 10 entlang Pfeil
P5 ab, 1c. Dabei fahren zinkenartige Greifarme
18 des kammartigen Abschnitts 17 in Freiräume
19 zwischen den Zinken 14 des Falters 9 kämmend
ein.
Ausnehmungen 20 in dem kammartigen Abschnitt 17
der Nähklammer 10 sind so bemessen, dass der Falter 9 auch
nach vollständigem Absenken auf das Nähgut 2 entlang Pfeil P6
noch angehoben und entlang Pfeil P7 entfernt werden kann, siehe 1d.
Damit verbleibt die Nähklammer 10 auf dem vorbereiteten Nähgut
2 in einer Position sehr nahe des Biegerandes 13 der Faltung,
die gerade bei engen Faltungen und/oder flauschigerem Textil nach dem Stand der
Technik nicht mit für eine störungsarme Produktion ausreichender Sicherheit
erreicht worden wäre. Bei gesenktem Einsatz an textilem Material kann nun in
bekannter Weise die Tasche 5 durch Vernähen innerhalb der gestrichelt
dargestellten rahmenförmigen Nähklammer 10 endseitig geschlossen
werden.
2a verdeutlich in einer perspektivischen Darstellung
einer weiteren Ausführungsform eines Falters 9 dessen prinzipiellen
Aufbau. Gegenüber dem lediglich in einem Endbereich abgekanteten bekannten
Falterblech weist ein Falter 9 nun einzelne Zinken 14 auf, die
klar voneinander getrennt sind. Freiräume 19 zwischen den Zinken
14 des Falters 9 sind den Besonderheiten eines jeweils zu verarbeitenden
Nähgutes 2 angepasst ausgebildet. 2b
zeigt diese Anpassung an den vorliegenden Anwendungsfall bei der Fertigung von Bodenwischern
in einer Draufsicht auf den Falter 9 von 2a
mit darunter angedeutetem gefalteten Nähgut 2. Man erkennt hier die
unterschiedlichen senkrechte Länge und Formgebungen der in diesem Ausführungsbeispiel
nur wenig abgerundeten Enden der Zinken 14 mit Freiräumen
19 veränderlicher Weite zwischen den Zinken 14 des Falters
9. Hierdurch wird sichergestellt, dass auch eine sich beim Falten bildende
Wulst der Seitenränder 3 sicher gehalten und mit gleichem Druck durch
den Falter 9 aufschlagt wird, wie andere Bereiche des Nähgutes
2. Durch unterschiedlich lange Zinken ist auch bei mindestens abschnittsweise
mehrlagig liegendem Nähgut ein Anpressdruck eingestellt, der bei jeder Zinke
ungefähr gleich groß ist.
Durch ihre Länge weisen die Zinken 14 auch eine gewisse
Federelastizität auf. Diese Federelastizität wird in anderen Ausführungsformen
gezielt als zusätzlicher Niveau-Ausgleich genutzt. Damit ist beispielsweise
ein Ausgleich bei Einsatz unterschiedlichen Materialstärken von Nähgut
2 ohne Werkzeugwechsel und/oder Anpassung von Einstellungen in der Vorrichtung
1 möglich.
Perspektivisch zu der Abbildung von 2a
passend ist in 2c eine dreidimensionale Darstellung
einer Ausführungsform eines kammartigen Abschnittes 17 einer Nähklammer
10 widergegeben. Auch hier sind zinkenartige Greifarme 18 vorgesehen,
die durch Ausnehmungen 20 voneinander beabstandet sind.
Das in Rahmen der Beschreibung zu der Figurenfolge von 1a
bis 1e beschriebene Zusammenspiel von Falter
9 und Nähklammer 10 ist in 3
als vergrößerte Darstellung eines erweiterten Schnittes in der Ebene A-A
von 1d gezeigt. Entlang der Pfeile P5 ist die Nähklammer
10 auf das Nähgut 2 abgesenkt worden, wobei der kammartige
Abschnitt 17 nun in dem Bereich positioniert werden kann, der noch durch
den Falter 9 besetzt ist. Hierzu greifen die zinkenartige Greifarme
18durch die Freiräume 19 zwischen den Zinken 14
des Falters 9 hindurch nahe des Biegerandes 13 sicher auf das
Nähgut 2. Ein Abschnitt der Zinken des Falters ist oberhalb einer
Oberfläche des Nähgutes 2 parallel hierzu verlaufend ausgerichtet.
Damit geben die Freiräume 19 der Nähklammer 10 Spielraum
zur Einstellung der Positionierung der Nähklammer 10 relativ zum Biegerand
13 des Nähgutes 2.
Die Ausnehmungen 20 des kammartigen Abschnitts
17 der Nähklammer 10 geben dem Falter 9 zum nachfolgenden
Abheben ausreichend Platz. So kann der Falter 9 auch nach Aufsetzen der
Nähklammer 10 entfernt und an einer Ausgangsposition von der Nähstation
entfernt zurückbewegt werden, um dort in einem weiteren Arbeitstakt Nähgut
2 zu falten und zu fixieren.
- 1
- Vorrichtung
- 2
- textiles Bandmaterial/Nähgut
- 3
- Längskante
- 4
- Gewebeabschnitt
- 5
- Tasche
- 6
- offene Stirnseite
- 7
- Abschnitt
- 8
- Faltschwert
- 9
- Falter
- 10
- Nähklammer
- 11
- Drückkante
- 12
- Abschnitt der Nähklammer 9
- 13
- Biegerand
- 14
- Zinke
- 15
- Verdickung
- 16
- 17
- kammartiger Abschnitt
- 18
- zinkenartiger Greifarm
- 19
- Freiraum zwischen den Zinken 14 des Falters 9
- 20
- Ausnehmung
- P1–P7
- Richtungen von Teilbewegungen verschiedener Elemente der Vorrichtung 1
- T
- Transportschritt