Ansprüche
1. Verfahren zum Betreiben einer fadenverarbeitenden Maschine mit einer Fadenschneideinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass das bearbeitete Produkt (3) erst bei Beendigung des Fadenverarbeitungsvorgangs mit einem angelenkten oder flexiblen Schutzelement zum Schutz der Oberfläche des Nähgutes in einem Bereich um einen zu trennenden Faden (2) herum abgedeckt wird und die Fadenschneideinrichtung (4) auf eine Schnittstelle hinzu bewegt und relativ zu dem Schutzelement zum Schneiden positioniert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement unter einem Winkel (α) mit 25°<c α <_ 50° und vorzugsweise α «30° relativ zur Flächennormalen (N) durch einen Antrieb auf das bearbeitete Produkt (3) abgesenkt und gedrückt wird.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abtrenneinrichtung (8) durch einen Antrieb unter einem Winkel (ß) in eine Schneid- Position gefahren und der Faden (2) durchtrennt wird.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein unter einem Winkel (α) schrägstehendes Schutzelement und/oder eine unter einem Winkel (ß) schrägstehende Abtrenneinrichtung (8) unter Verwendung eines Drehzylinders von der Seite her eingeschwenkt werden.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abtrenneinrichtung (8) zum Erreichen ihrer vorgegebenen Position mindestens teilweise auf dem Schutzelement entlang fährt und/oder mit dem Schutzelement über die Stofflagen gleitet.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden (2) thermisch durchtrennt wird.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement und die Abtrenneinrichtung (8) miteinander mechanisch starr gekoppelt mit einem gemeinsamen Antrieb bewegt werden.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement und die Abtrenneinrichtung (8) in unterschiedlichen Bewegungsrichtungen (a, c) geführt werden, die in einem Winkel (Y) zueinander stehen.
9. Verfahren nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass eine Zustellbewegung (a) nach einem Kippen (b) in eine Schnittbewegung (c) ausläuft.
10. Vorrichtung zum Betreiben einer fadenverarbeitenden Maschine mit einer Fadenschneideinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Umsetzung eines Verfahrens nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche dadurch ausgebildet ist, dass eine Fadenschneideinrichtung (4) vorgesehen ist, die ein als Oberflächenschutz auf das bearbeitete Produkt (3) absenkbar ausgebildetes Schutzelement aufweist, das Schutzelement angelenkt oder flexibel in einem Bereich um einen zu trennenden Faden (2) das bearbeitete Produkt (3) abdeckt, und eine Abtrenneinrichtung (8) zum Eingriff im Bereich des Schutzelements vorgesehen ist.
11. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement mit der Abtrenneinrichtung (8) zur Positionierung der Abtrenneinrichtung (8) mechanisch starr gekoppelt ist.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement und die Abtrenneinrichtung (8) in Arbeitsrichtung der Maschine orientiert ausgerichtet einschwenkbar und/oder einfahrbar ausgebildet sind.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement als ein Schutzblech (5), angepasster Presserfuß, Nähfuß, Nährahmen oder als ähnliches Element ausgebildet ist.
14. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement die Einstichstelle des abzutrennenden bzw. zu zerschneidenden Fadens (2) auf dem bearbeiteten Produkt (3) im Wesentlichen sym- itie l l i b Ul U "H n r λ T -F n r-m -i rj n^ rh l i o ^nH a n g g g h j 1 fjftt I R t .
15. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ausnehmung (12) des Schutzelements derart ausgebildet und positioniert ist, dass eine Kante zur Ausbildung eines einseitigen Widerlagers ausgebildet ist, insbesondere zum Führen des Fadens (2) .
16. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement die Einstichstelle des abzutrennenden bzw. zu zerschneidenden Fadens (2) auf dem bearbeiteten Produkt (3) im Wesentlichen unsymmetrisch L- oder J-förmig umschließend ausgebildet ist.
17. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Schutzelement zum Andrücken unter einem Winkel (α) von ca. 25°< α < 50° und vorzugsweise α =30 °gegenüber einer Flächennormalen (N) auf das bearbeitete Produkt (3) mit einer Positionier- und Andrückeinrichtung verbunden ist, die insbesondere einen Linear- oder Drehzylinder oder einen Schritt- oder Steppermotor umfasst.
18. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Fadenschneideinrichtung (4) eine elektrische Abtrenneinrichtung (8) vorgesehen ist, die insbesondere einen Heizdraht (11) , eine Ultraschall-, eine Laser- oder eine Lichtbogen-Einrichtung aufweist.
19. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Schutzelement (13) und eine Abtrennvorrichtung (8) miteinander starr gekoppelt von nur einen Antrieb in Form des Linearzylinders 7 gemeinsam bewegt werden, wobei in Bezug auf das Nähgut (3) das Schutzelement (13) der Abtrennvorrichtung (8) vorauseilend ange-
20. Vorrichtung nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenschneideeinrichtung (4) an einem Drehpunkt (14) gegen eine federnde Rückstellkraft beweglich und insbesondere kippbar an einer Arbeitsmaschine voreinstellbar befestigt ist.
21. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Verwendung für die Tren- nung mindestens eines Fadens (2) an Riegler- bzw. Tacker- Nähautomaten angepasst ist.
Bezugszeichenliste
1 Nadel
2 Faden
3 bearbeitetes Produkt / Nähgut
4 Fadenschneideinrichtung
5 Schutzblech
6 Stange
7 Linearzylinder
8 Abtrenneinrichtung
9 Drehpunkt
10 Linearzylinder
11 Heizdraht
12 Ausnehmung des Schutzblechs 5 / Schutzelements 13
13 Schutzelement
14 Drehpunkt
15 freier Endbereich von Schutzelement 13
16 Biegestelle
17 Biegestelle
18 Heiß-Schneideelement
19 Verjüngung
20 elektrischer Isolationsblock a Zustellbewegung b Verkippen c Schnittbewegung
-d pjr-yo rjoe: j~.oa rhpi tfit.sn Produktes bzw. des Nähgute; p Andrückkraft α Winkel der Zustellachse ß Winkel der Schnittachse
Y Winkel zwischen den Richtungen a und c δ Winkel des freien Endbereichs 15
δ Eindrücktiefe von Schutzelement 13 in Nähgut 3
M Mittelachse
N Flächennormale
0 Oberfläche des Nähgutes 3 |
Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer fadenverarbeitenden Maschine mit einer Fadenschneidein.rich.tung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Betreiben einer fadenverarbeitenden Maschine mit einer Fadenschneideinrichtung.
Unter dem Begriff der fadenverarbeitenden Maschine werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung neben Nähmaschinen auch Strick- und Webmaschinen oder andere Maschinen verstanden. Aus dem Stand der Technik sind vielfältige Ansätze bekannt, z.B. bei Nähmaschinen im industriellen Einsatz eine selbstständig arbeitende Zusatzeinrichtung zum Schneiden von Ober- und/oder Unterfäden nach Beendigung eines jeweiligen Nähvorgangs vorzusehen. In der Regel wird während einer Maschinenumdrehung, die zusätzlich von einem Positionierungsmotor verlangsamt ausgeführt wird, mindestens ein zu durchtrennender Faden mit besonderen Greif- und Haltefingern gefangen. Nach Erreichen des Stillstands der Maschine in einem oberen Fadengeber-Totpunkt wird der Faden von einem Messer, einer Schere, einer Stanze oder einem ähnlichen Instrument durchgeschnitten.
Nachfolgend wird die Erfindung ohne Beschränkung ihres Einsatzfeldes am Beispiel von industriellen Nähautomaten oder Kurz-Nähautomaten dargestellt. Robuste und schwere industrielle Nähautomaten finden insbesondere als Kurznaht-Nähautomaten
beim Aufnähen von Besatzstücken, beim Nähen von Schnallenkappen, Schlaufen, Koffern, Planen, Tornistern, Rucksäcken oder ähnlichen mindestens teilweise aus Schwergewebe, Kunststoffmaterialien oder Leder bestehenden Artikel aber auch bei verschiedenen Formen von Last- oder Sicherheitsgurten Einsatz. Ferner werden auch hoch sicherheitsrelevante Elemente wie z.B. Gassäcke von Airbags, die eine Vielzahl von Nähten aufweisen, mit Nähautomaten hergestellt. Bei derartigen Näh-Maschinen werden seit Jahren regelmäßig Nähgarne aus Synthetik eingesetzt, die häufig und auch nach sehr kurzen Nähstrecken wieder getrennt werden müssen. Die vorstehend beispielhaft aufgeführten Erzeugnisse weisen dabei regelmäßig am bearbeiteten Produkt bzw. dem Nähgut eine Materialoberkante auf, die auch gleichzeitig eine äußere Sichtkante darstellt. Es ist daher wünschenswert, dass bei der Verwendung von automatischen Fadenschneideinrichtungen ein nach dem Abtrennen des Fadens verbleibender Restfaden möglichst kurz ist oder gar nicht mehr sichtbar ist.
Nach dem Stand der Technik sind neben einer manuellen Nachbearbeitung auch spezielle Maschinen zur Nachbearbeitung von Nähten bekannt, die in einem separaten Arbeitsgang die abgetrennten Fäden einfangen und zusätzlich abkürzen. Ein derartiges Verfahren ist vom apparativen Gesichtspunkt her und vom 7 p i-M-ir.hpn Faktor her betrachtet zu aufwändiσ, um es in heuti- gen Produktionen noch standardmäßig durchzuführen.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Betreiben einer fadenverarbeitenden Maschine mit einer Fadenschneideinrichtung zu schaffen, die im Vergleich zu bekannten Vorrichtungen und Verfahren verbesserte Ergebnisse bei erhöhter Betriebszuverlässigkeit erzielt.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Demgemäss zeichnet sich ein erfindungsgeπiäßes Verfahren zum Betreiben einer fadenverarbeitenden Maschine mit einer Fadenschneideinrichtung dadurch aus, dass erst bei Beendigung des Fadenverarbeitungs- oder Nähvorgangs das bearbeitete Produkt mindestens in einem Bereich um den zu trennenden Faden herum mit einem angelenkten oder flexiblen Schutzelement zum Schutz der Oberfläche des Nähgutes abgedeckt wird und die Fadenschneideinrichtung auf eine Schnittstelle hinzu bewegt und relativ zu dem Schutzelement zum Schneiden positioniert wird. Damit wird erstmals ein Schutz des bearbeiteten Produkts realisiert, der jede Art von Beschädigung des bearbeiteten Produkts insbesondere an seiner Oberfläche während des Fadenschneidens sehr effektiv verhindern kann. Zudem ist durch die Positionierung der Fadenschneideinrichtung relativ zu dem Schutzelement eine so genaue Positionierung der Fadenschneideinrichtung realisierbar, dass sehr kurze Fadenreste nach dem Trennen des Fadens am bearbeiteten Produkt verbleiben können.
Jede Veränderung einer Oberfläche des Nähgutes muss bei einem Fadentrennvorgang auch im unmittelbarem Umfeld des Restfadens ausgeschlossen sein. Andernfalls würde mindestens ein optischer Gesamteindruck beeinträchtigt oder gar sicherheitsrelevante mechanische Eigenschaften des Nähgutes ungünstig verän- dert . Tn h^jrj^p Fälipn wärp Ha.q Nähgυt .somit Ausschuss. Diese
Anforderungen werden erfindungsgemäß durch das Schutzelement erfüllt, so dass nach einem erfindungsgemäßen Verfahren zuverlässig Nähgut mit sehr kurzen Restfadenlängen und unverändert hoher Oberflächengüte auch im Bereich des Restfadens bearbeitet wird.
Da die Positionierung der Fadenschneideinrichtung relativ zu dem Schutzelement erfolgt und damit unabhängig von einer Dicke eines jeweiligen bearbeiteten Produkts ist, weist ein erfin-
dungsgemäßes Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zudem den Vorteil einer automatischen Höhenanpassung auf. Somit ist in Ausführungsbeispielen der Erfindung eine Länge eines Fadenrestes mit z.B. einer Schmelzperle bis nahezu 0 mm bis etwa 2 mm unabhängig von der Dicke eines jeweiligen bearbeiteten Produktes sicher und reproduzierbar einstellbar.
In einem alternativen Anwendungsfeld eines erfindungsgemäßen Verfahrens und einer entsprechenden Vorrichtung werden zu lang überstehende Fadenreste definiert gekürzt. Hierzu werden an sich bekannte Vorrichtungen zum Einfangen derartiger Fadenreste verwendet, wobei z.B. unter Verwendung von Unterdruck- Luftsog ein Fadenrest in eine Rohröffnung hinein gezogen wird. In einem nachfolgenden Schritt wird ein erfindungsgemäßes Verfahren angewandt, um ebenfalls Nähgut mit sehr kurzen Restfadenlängen und unverändert hoher Oberflächengüte auch im Bereich des Restfadens mit hoher Zuverlässigkeit zu bearbeiten.
Wie vorstehend angedeutet, ist ein erfindungsgemäßes Verfahren also von einem eigentlichen Nähvorgang völlig entkoppelbar. Darüber hinaus ist ein erfindungsgemäßes Verfahren aber auch in Arbeitsrichtung, entgegen einer Arbeitsrichtung, oder in allen anderen Winkelstellungen zu einer Arbeitsrichtung einer fadenverarbeitenden Maschine einsetzbar. Die Arbeitsschritte pinp. g ; prfi ndnng.sgeτnä ßpn Verfahrens,, also änflegen sinas Snhiif- zes und Schneiden, können dabei aus der gleichen, oder aber auch unterschiedlichen Richtungen erfolgen.
In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird in einer erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Schutzblech als Schutzelement eingesetzt. In einer Ausführungsform der Erfindung umschließt das Schutzelement die Einstichstelle des abzutrennenden bzw. zu zerschneidenden Fadens auf dem bearbeiteten Produkt symmetrisch und im Wesentlichen U- oder V-förmig. Vor-
zugsweise wird das Schutzelement einseitig mit einer Kante zur Ausbildung eines Widerlagers für die Trenneinrichtung beim Schneidevorgang des Fadens ausgebildet . Damit wird nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung das Schutzelement in einem Bereich einer Einstichstelle in einer Ausführungsform der Erfindung unsymmetrisch und vorzugsweise L- oder J-förmig ausgebildet.
Das Schutzelement wird vorzugsweise in einer Ausführungsform unter einem Winkel zwischen ca. 25° und bis zu 50°, vorzugsweise aber von etwa 30° durch einen Antrieb relativ zur Flächennormalen des Nähgutes auf das bearbeitete Produkt gedrückt, indem es mit einer entsprechenden Positionier- und Andrückeinrichtung verbunden ist. Durch das Aufdrücken wird auch ein Zusammendrücken des Nähgutes und/oder Andrücken an die Stichplatte im Bereich um den zu durchtrennenden Faden bewirkt, so dass auch eine Fadendurchtrennung in einem Bereich möglich ist, die in einem normalen Zustand unterhalb einer O- berflache des Nähgutes liegt. Damit sind also auch Restfadenlängen von nahezu 0 mm realisierbar. Diese Einrichtung umfasst in einer bevorzugten Ausführungsform mindestens einen Antrieb, der vorzugsweise elektrisch oder pneumatisch betätigt wird. Der Antrieb ist in Ausführungsformen der Erfindung als Linearoder Drehzylinder oder als Schritt- oder Steppermotor etc. ausgebildet .
In alternativen Ausführungsformen der Erfindung wird ein schrägstehendes Schutzelement und/oder eine Trennvorrichtung unter Verwendung eines Drehzylinders von der Seite her in eine Arbeitsposition an der Nadel der Nähmaschine eingeschwenkt. Hierdurch wird außerhalb eines jeweiligen Trennvorganges eine Zugänglichkeit der Nadel erhöht.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung fährt die Trennvorrichtung zum Erreichen ihrer vorgegebenen Position mindestens teilweise auf dem Schutzelement entlang. Das Schutzelement ist dabei vorzugsweise derart angelenkt und/oder flexibel ausgebildet, dass es erst im Kontakt mit der Trennvorrichtung auf das bearbeitete Produkt aufgedrückt wird. Dieser Kontakt findet vorzugsweise erst unmittelbar vor dem eigentlichen Trennvorgang statt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind das Schutzelement und die Abtrennvorrichtung miteinander gekoppelt und werden von nur einen Antrieb gemeinsam bewegt. Vorzugsweise ist eine derartige Fadenschneideeinrichtung gegen eine federnde Rückstellkraft kippbar an einer jeweiligen Nähmaschine befestigt, so dass eine Zustellbewegung des Schutzelements in oberflächlichem Kontakt mit dem Nähgut unter einem Verkippen der Fadenschneideeinrichtung und Abbringen einer Anpresskraft in eine Schnittbewegung übergehen kann. In einer Ausführungsform ist das Schutzelement während der Zustellbewegung zur Erleichterung der Kippbewegung mindestens in einem freien Endbereich unter einem Winkel gegenüber der Oberfläche des Nähgutes angestellt. Vorzugsweise ist das Schutzelement mehrfach abgewinkelt ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird als
Fadenschneideinrichtung eine elektrische Brenneinrichtung verwendet. Es sind verschiedene derartige Einrichtungen bekannt, die einen Heizdraht durch geregelten Stromfluss zum Trennen eines anliegenden Fadens aufheizen. Weiter sind als Brenneinrichtungen Ultra-Schall-, Lichtbogen-, Laser- oder ähnliche Einrichtungen einsetzbar. Aufgrund der gestiegenen mechanischen Anforderungen an moderne Nähautomaten sowie die zum Nähen verwendeten Nadelfäden werden vor allem in Schwerlast- Nähmaschinen synthetische Zwirne eingesetzt, die aus mehreren
einzelnen Garnen zusammengesetzt sind. Ein Einsatz von Messern etc. zur rein mechanischen Auftrennung eines Fadens kann bei derartigen Zwirnen fehleranfällig sein und/oder zu unzufriedenstellenden Schnittergebnissen führen. Durch eine Brenneinrichtung kann unter gezielter Zuführung elektrischer Energie in einem Heizdraht oder ähnliches eine ausreichende Hitze erzeugt werden, um derartige synthetische Zwirne thermisch derart zu durchtrennen, dass sich die Schnittenden noch während des Trennvorgangs durch eine Art von Verschweißung miteinander verbinden oder eine Schmel∑kugel arα Er.de ausbilden. Vorteilhafterweise wird durch den Einsatz einer derartigen Fadenschneideinrichtung die Länge des an dem bearbeiteten Produkt verbleibenden Restfadens durch das Aufschmelzen eines Endbereichs des Fadens noch weiter reduziert. Durch das erfindungsgemäß vorgesehene Schutzelement wird dabei jedoch das bearbeitete Produkt zugleich auch gegen eine unerwünschte thermische Beeinflussung seiner Oberfläche, die während des Trennvorgangs durch die elektrische Brenneinrichtung auftreten könnte, sehr effektiv geschützt. Damit ist sichergestellt, dass auch eine Sichtfläche durch den Fadenschneidvorgang hinsichtlich ihrer optischen und mechanischen Qualität keinerlei Beeinträchtigung erfährt .
Bei Einsatz eines Heizdrahtes in der Abtrenneinrichtung wird bevorzugt anstelle eines Drahtes ein ungefähr U-förmig geboge- nes Blech verwendet, das in der Kehle des U eine starke Verjüngung aufweist. Damit wird dort definiert eine thermische Schneide mit der höchsten Temperatur ausgebildet.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird ein erfindungsgemäßes Verfahren sowie eine entsprechende Vorrichtung für die Trennung von Oberfäden an Riegler- bzw. Tacker-Nähautomaten eingesetzt. Eine Adaption einer erfindungsgemäßen Vorrichtung für eine Durchtrennung auch des Unterfadens ist beispielsweise
durch Verwendung einer zweiten erfindungsgemäß aufgebauten Vorrichtung möglich, die unterhalb des Nähtischs angeordnet und an das dort herrschende beschränkte Platzangebot angepasst ist. Im Fall des Einsatzes eines Stepp-Stichs ist je nach Anforderung ein Schneiden nur oberhalb, nur unterhalb oder aber oberhalb und unterhalb des Nähtischs nötig und mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung durchführbar. Auch ist eine Anpassung an ein versiegelndes Abschneiden von Overlock-Fäden oberhalb des Nähtischs unter Verwendung eines erfindungsgemäßen Verfahrens möglich.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf ein Ausführungsbeispiel anhand von Abbildungen der Zeichnung zur Darstellung weiterer Merkmale und Vorteile näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Figur 1: eine schematische Darstellung eines laufenden Nähvorgangs mit einer Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fadenschneideinrichtung an einer Nähmaschine in einer Ruheposition;
Figur 2: die Vorrichtung gemäß Figur 1 bei abgesenktem Schutzblech während der Positionierung der Abtrenneinrich- tung;
Figur 3: eine Vorrichtung gemäß Figur 2 während des Faden- Trennvorganges bei Anwendung an einem vergleichsweise dünneren Nähgut als bearbeitetem Produkt;
Figur 4: eine Draufsicht auf einen Teil der Anordnung gemäß Abbildung von Figur 3;
Figur 5: ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fadenschneid- einrichtung analog der Darstellung von Figur 1;
Figuren 6a und βb:
Ausschnittvergrößerungen von Figur 5 zur Darstellung der Vorgänge kurz vor dem Aufsetzen des Schutzelements und beim Durchschneiden des Fadens und
Figur 7 : eine Draufsicht auf eine Einheit aus Heiß-
Schneideelements und Schutzblech des zweiten Ausführungsbeispiels .
über die verschiedenen Abbildungen hinweg werden für gleiche Elemente stets die gleichen Bezugszeichen verwendet. Ohne Beschränkung der Erfindung wird nachfolgend nur eine Behandlung eines Oberfadens an einer fadenverarbeitenden Maschine in Form einer Nähmaschine dargestellt und beschrieben.
Figur 1 zeigt eine schematische Darstellung eines laufenden Nähvorgangs. Von der Nähmaschine sind nur ein Abschnitt einer Nadelstange mit einer Nadel 1, einem Faden 2, ein Nähtisch mit einem bearbeiteten Produkt 3, hier einem Nähgut 3, sowie eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Fadenschneideinrich- tung 4 dargestellt. Die Fadenschneideinrichtung 4 ist sehr kompakt aufgebaut und kann daher prinzipiell in jeder Winkel- Richtung um die Nadel 1 herum angeordnet werden, hier ist sie starr ausgerichtet. Aus diesem Grund und zur Erhöhung der U- bersichtlichkeit der Zeichnung sind keine weiteren Orientierungsmarken der Nähmaschine eingezeichnet worden. Praktisch ergeben sich aus einer jeweiligen Applikation und einem Einsatz an einer jeweiligen Maschine Beschränkungen in der Freiheit der Positionierung.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird die Fadenschneideinrichtung 4 in nicht weiter dargestellter Weise an der Nähmaschine fixiert. Die Fadenschneideinrichtung 4 befindet sich in der Momentaufnahme von Figur 1 in einer Ruheposition, da noch ein Nähvorgang läuft und die Nadel 1 dementsprechend noch nicht in einer oberen Totpunkt-Lage zur Ruhe gekommen ist.
Die Fadenschneideinrichtung 4 umfasst ein Sicherheitselement in Form eines Schutzblechs 5, das über eine Stange 6 mit einem Linearzylinder 7 verbunden ist, über den das Schutzblech 5 bewegt werden kann. Im Bereich der Stange 6 ist eine Abtrenneinrichtung 8 um einen Drehpunkt 9 in ihrer Winkelstellung je nach Applikation einstellbar fixiert. Auch die Abtrenneinrichtung 8 kann über einen Linearzylinder 10 unter Vermittlung einer nicht weiter dargestellten elektronischen Programm- Steuerung bewegt werden.
In der Darstellung von Figur 2 hat die Nadel 1 mit Beendigung des Nähvorganges einen oberen Totpunkt erreicht. Die Fadenschneideinrichtung 4 tritt daher nun mit einem ersten Schritt in Aktion: Das Schutzblech mit der Trarineinrichtung 5 ist also auf eine Oberfläche 0 des Nähgutes 3 abgesenkt worden. Hierdurch ist eine wesentliche Voraussetzung für eine präzise Positionierung der Abtrenneinrichtung 8 erfüllt, so dass automa- t-isi-.h die zu .schneidende Position des Fadens 2 einer jeweili- gen Dicke d des Nähgutes 3 entsprechend positioniert wird. Damit ist insbesondere eine manuelle Nachjustierung der Fadenschneideinrichtung 4 nicht erforderlich. Durch Aufsetzen und Andrücken des Schutzblechs 5 auf die Oberfläche 0 des Nähgutes 3 ist die Abtrenneinrichtung 8 selber bereits präzise positioniert, weil die Abtrenneinrichtung 8 nur relativ zu dem Schutzblech 5 bewegt wird.
Figur 3 zeit eine Vorrichtung gemäß der Abbildung von Figur 2 während des Faden-Trennvorganges bei Anwendung an einem vergleichsweise dünneren Nähgut. Der zweite Linearzylinder 10 hat hier die elektrische Schneideinheit der Abtrenneinrichtung 8 zur Schneidposition gefahren, ein Heizdraht 11 wird durch geregelten Stromfluss aufgeheizt und schneidet bzw. schweißt den Nähfaden 2 an der exakten Position ab. Diese Position wird gemäß einer Voreinstellung der Fadenschneideinrichtung 4 unabhängig der Materialdicke d stets zuverlässig aufgrund der Position des Schutzblechs 5 erreicht.
Figur 4 zeigt schließlich eine Draufsicht auf einen Teil der Anordnung gemäß der Abbildung von Figur 3 in der Schnittebene A-A. In dieser Draufsicht ist die U-förmige Ausbildung des Schutzblechs 5 durch eine Ausnehmung 12 deutlich zu erkennen. Die Ausnehmung 12 im Schutzblech 5, die diese besondere U-Form begründet, bietet nun vorteilhafterweise die Möglichkeiten, den Faden 2 über dem Schutzblech 5, in der Ebene der Oberfläche des Schutzblechs 5 oder unter der Ebene der Oberfläche des Schutzblechs 5 zu schneiden. In einer Ausführungsform der Erfindung kann also in der Ausnehmung 12 des Schutzblechs 5 geschnitten werden, d.h. wesentlich tiefer und damit näher an der Oberfläche des Nähgutes, als dies nach dem Stand der Technik möglich wäre. Eine Auswahl ist je nach Anwendungsfall durch eine entsprechende Voreinstellung zu treffen.
Das Schutzblech 5 liegt enger um den abzutrennenden Faden 2 herum , als diese beispielsweise durch einen hier ebenfalls nicht weiter zeichnerisch dargestellten Nähfuß der Fall sein würde. In industriell eingesetzten Schwerlast-Nähmaschinen umrahmt ein Nähfuß Nähfelder von bis zu ca. 600 mm * 3000 mm rechteckförmiger Erstreckung, in denen die Nadel 1 unter Wirkung einer x-y-Positionierung Nähaufgaben unter jeweils vorgegebenen Nähmustern ausführt. Damit kann insbesondere in dem
Sonderfall, dass ein Nähfuß im Wesentlichen der Form der Schutzblechs 5 entspricht, der eigentliche Nähfuß zugunsten des Schutzblechs 5 entfallen. Für die Betätigung des Schutzblechs 5 kann dann auch eine schon vorhandene Automatik des Nähfußes, eines Pressfußes, Nährahmens oder ähnliches genutzt werden. In diesen Fällen könnte dann auch der Linearzylinder 7 oder ein ähnliches Antriebselement für einen getrennten Antrieb des Schutzblechs 5 eingespart werden.
In der Darstellung von Figur 4 wird auch deutlich, dass in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung die Bewegungsachsen der voneinander unabhängigen Linearzylinder 7, 10 in diesem Ausführungsbeispiel in einer Ebene liegen, aber gegenüber der Flächennormalen des Nähgutes 3 in unterschiedlichen Winkeln stehen, und dabei insbesondre einen Winkel γ > 10° einschließen. Die vorstehend genannten Winkel α, ß, γ sind alle in weiten Bereichen frei einstellbar und können so den jeweiligen Platzerfordernissen entsprechend eingestellt werden, also insbesondere auch als gleich große Winkel α, d.h. Y = 0°.
In einem hier nicht weiter zeichnerisch dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind das Schutzblech 5 und die Abtrenneinrichtung 8 in einem teleskopartigen Mechanismus unter im Wesentlichen gleicher Winkellage zu der Flächennormalen des Nähgutes 3 angeordnet. So erfolgen eine Zustellbewequng a und Schnittbewegung c im Wesentlichen unter der gleichen Raumrichtung. Dabei werden diese Elemente gemeinsam in den vorstehend beschriebenen aufeinander folgenden Arbeitsschritten über nur einen Schritt- oder Steppermotor angetrieben. Zur Anpassung an eine Applikation können die Winkellagen der beiden Elemente und der zugehörigen Verfahrensschritte jedoch auch unterschiedlich ausgebildet werden.
Figur 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Fadenschneideinrichtung 4 analog der Darstellung von Figur 1. Hier sind ein Schutzelement 13 und die Abtrennvorrichtung 8 miteinander starr gekoppelt. Sie werden von nur einen Antrieb in Form des Linearzylinders 7 gemeinsam bewegt, wie vorstehend bereits angedeutet. In Bezug auf das Nähgut 3 ist das Schutzelement 13 der Abtrennvorrichtung 8 vorauseilend angeordnet. Die Fadenschneideeinrichtung 4 ist an einem Drehpunkt 14 hier beweglich gegen eine federnde Rückstellkraft kippbar an der zeichnerisch in Figur 5 nur angedeuteten Nähmaschine befestigt und voreingestellt. Eine Zustellbewegung a des Schutzelements
13 bis in einen oberflächlichem Kontakt mit dem Nähgut 3 hinein erfolgt im Wesentlichen linear und geht dann unter einem Verkippen b der gesamte Fadenschneideeinrichtung 4 und abschließendes Abbringen einer Anpresskraft p in eine Schnittbewegung c über. So gesehen erfolgen auch in diesem Ausführungsbeispiel Zustell- und Schnittbewegung trotz starrer Kopplung von Schutzelement 13 und Abtrennvorrichtung 8 nicht unter der gleichen Raumrichtung. Die Zustellbewegung a verläuft unter dem Winkel α gegenüber der Flächennormalen, während die Schnittbewegung c im Wesentlichen parallel zur Oberfläche 0 des Nähgutes 3 verläuft.
Die Anpresskraft kann über die Federcharakteristik eines nicht weiter dargestellten Federelements im Bereich des Drehpunkts
14 eingestellt werden, in diesem Beispiel wird sie jedoch durch den voreingestellten maximalen Verschiebeweg des Zylinders 7 und einen voreingestellten Endanschlag zur Begrenzung der Kippbewegung b eingestellt. über einen voreingestellten Endanschlag wird auch die Richtung der Zustellbewegung a definiert .
Die Abbildungen der Figuren 6a und βb verdeutlichen als Ausschnittvergrößerungen von Figur 5 die Vorgänge kurz vor dem
Aufsetzen des Schutzelements 13, also die Zustellbewegung a mit nachfolgendem Verkippen b und der eigentlichen Schnittbewegung c. Figur βb zeigt vergrößert die Situation beim Durchschneiden des Fadens 2. Hier ist die Abtrennvorrichtung 8 um eine letzte Einstichstelle des zu trennenden Fadens 2 herum aufgesetzt und aufgedrückt worden. Unter Einwirkung einer Andrückkraft p ist das Nähgut 3 um einen Betrag δ zusammengedrückt worden. Damit kann nachfolgend im Bereich des Niveaus der Oberfläche 0 auch thermisch geschnitten werden, ohne dass die Oberfläche des Nähgutes 3 beschädigt werden könnte: Es ist ein immer noch ausreichender Abstand zwischen der Oberfläche des Nähgutes 3 und einen eigentlichen Schneidelement vorhanden, wobei umliegende Bereiche durch das Schutzelement sicher abgedeckt werden.
Das Schutzelement 13 ist in einem freien Endbereich 15 unter einem Winkel δ gegenüber der Oberfläche des Nähgutes 3 angestellt. Zum Ende der Zustellbewegung a wird ein Kontakt des freien Endbereichs des Schutzelements 13 mit der Oberfläche 0 des Nähgutes 3 erreicht. Zur Erleichterung der Kippbewegung b dient dann die Ausgestaltung des freien Endbereichs 15 unter dem Winkel δ. Im vorliegenden Beispielfall ist das Schutzelement 13 als Blechstück mehrfach abgewinkelt ausgebildet, um in diesen Schritten bzw. Biegestellen 16, 17 insgesamt einen Win- kel von ca. 130° zu erreichen und ein Gleiten der Vorr-chrunq zum Faden≤cr.nitt hin zu ermöglichen.
Figur 7 zeigt weitere Besonderheit im Aufbau des Schutzelements 13 und eine Abstimmung eines Heiß-Schneideelements 18 auf diesen Anwendungsfall. Eine Draufsicht auf eine Einheit aus Heiß-Schneideelement 18 und dem Schutzblech des Schutzelements 13 dieses zweiten Ausführungsbeispiels zeigt, dass das Schutzelement 13 an seinem freien Ende 15 eine L-förmig und somit zu einer Mittelachse M unsymmetrisch ausgebildete Aus-
nehmung 12 aufweist. Bei Abrundung der Innenkante kann die Ausnehmung 12 auch J-förmig verlaufen. An die Ausnehmung 12 heran reicht eine ungefähr U-förmig gebogenen Verjüngung 19 des Heiß-Schneideelements 18 heran, der über das freie Ende 15 des Schutzelements 13 im Zuge einer jeden Schnittbewegung c ein zu trennender Faden 2 im Bereich einer Einstichstelle zugeführt wird. Das Heiß-Schneideelement 18 ist in einem elektrischen Isolationsblock 20 gehalten, der auch nicht weiter dargestellte Anschlussklemmen für Stromzuleitungen trägt.
Zusammenfassend sind damit ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung beschrieben worden, die einen effektiven Oberflächenschutz für das Gewebe, bzw. eine Naht und/oder ein verarbeitetes Produkt während eines Fadentrennvorganges bietet, und einen Restfaden ohne oberflächliche Verletzung oder sonstige mechanische Beeinträchtigung des Nähgutes definierbar kurz schneidet. Zudem wird diese vorteilhafte Eigenschaft ohne mechanische Anpassung durch eine automatische, flexible Höhenanpassung gewährleistet. Die Höhenanpassung kann durch zusätzliche überwachungsmechanismen kontrolliert und auch elektronisch überprüft und/oder protokolliert werden. Derartige Maßnahmen sind jedoch nicht prinzipiell erforderlich.
Eine erfindungsgemäße Vorrichtung der vorstehend exemplarisch dargestellten Art ist vorteilhaft auch in Verbindung mit Mehr- nadel-Nähmaschinen einsetzbar. Bei hoch sicherheitsrelevanten Nähprodukten, wie z.B. den Gassäcken von Airbags, werden doppelte Nähte mit zwei parallelen Nadeln in einem Abstand von beispielsweise β bis 8 mm fertig gestellt. Bis zu 70 solcher Doppelnähte befinden sich an einem Airbag-Gassack, die jeweils an ihrem Anfang und Ende definierte kurze Restfäden aufweisen müssen. Bei engem Nadelabstand kann eine derartige Doppelnadel-Nähmaschine mit einer erfindungsgemäßen Vorrichtung versehen werden, wobei ein jeweiliges Schutzelement und ein oder
zwei Heißschneider an die Geometrie angepasst werden müssen. Es können auch zwei erfindungsgemäße Vorrichtung parallel laufend eingesetzt werden, da sie nur zum Fadenschneiden Arbeitsraum unter der Nähmaschine beanspruchen und sehr schlank bauen.
Ein Anfangsfaden kann ebenfalls unter angepasster Verwendung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung bearbeitet werden, indem ein Fadenfänger z.B. mit einem Ansauger einen jeweiligen Anfangsfaden fängt, mechanisch e.'.r.kleimt und so positioniert, dass er durch eine vorzugsweise separat vorzusehende erfindungsgemäße Vorrichtung geschnitten werden kann. Dieser Vorgang kann bei entsprechender Führung des Prozesses auf einem Nähtisch auch außerhalb des eigentlichen Bereiches einer Nähmaschine ablaufen.
Next Patent: NAVIGATION GRAPH HAVING STRATEGIC INFORMATION