DE3838145C1 - - Google Patents

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DE3838145C1
DE3838145C1 DE3838145A DE3838145A DE3838145C1 DE 3838145 C1 DE3838145 C1 DE 3838145C1 DE 3838145 A DE3838145 A DE 3838145A DE 3838145 A DE3838145 A DE 3838145A DE 3838145 C1 DE3838145 C1 DE 3838145C1
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heating element
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DE3838145A
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English (en)
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Peter 6753 Enkenbach De Greller
Karl-Joseph 6792 Ramstein De Feth
Werner 6793 Bruchmuehlbach-Miesau De Schauss
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
GM Pfaff AG
Original Assignee
Pfaff Industriemaschinen 6750 Kaiserslautern De GmbH
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem jeweiligen Oberbegriff der Ansprüche 1 und 2.
Bei der Herstellung von schaumstoffgepolsterten Sitzen wird eine aus einseitig mit thermoplastischem Kunststoff beschichtetem Stoff bestehende, durch Nähen angefertigte Sitzhülle mit einem innerhalb der Hülle expandierenden Schaumstoff ausgefüllt, der sich mit der Beschichtung des Stoffes fest verbindet. Infolge des beim Aufschäumen entstehenden Druckes kann es passieren, daß der Schaumstoff durch die beim Nähen entstandenen und durch die Nähfäden nicht vollständig ausgefüllten Nadeleinstichlöcher auf die Stoffaußenseite hindurchquillt, wodurch die Sitze ein unschönes Aussehen erhalten oder sogar vollkommen unbrauchbar werden.
Um dieser Gefahr vorzubeugen, ist es bekannt, auf die Fadennaht, bei der es sich um eine Kantennaht mit einem abstehenden Nahtüberstand handelt, ein thermoplastisches Abdeckband aufzuschweißen, wie es durch die DE-PS 8 21 843 im Prinzip vorgeschlagen wird. Zu diesem Zweck wird das Abdeckband kontinuierlich zugeführt, gemeinsam mit der Beschichtung des Stoffes erhitzt und mit Hilfe von Druckrollen zu beiden Seiten des Nahtüberstandes angepreßt, wodurch es sich mit der Beschichtung fest verbindet und die Fadennaht flüssigkeitsdicht abschirmt.
Für die Durchführung eines kontinuierlich ablaufenden Schweißvorganges ist es erforderlich, daß das Abdeckband in stets gleichbleibender Ausrichtlage zur Fadennaht aufgeschweißt wird. Diese Voraussetzung ist nicht erfüllt, wenn das Abdeckband auch nur stellenweise einseitig mit einer der beiden Seitenflächen des Nahtüberstandes mit verschweißt wird. In diesem Fall wandert das Abdeckband zwangsläufig seitlich aus der gewünschten Ausrichtlage heraus, so daß es die Fadennaht zunächst ungleichmäßig abdeckt und schließlich gar nicht mehr abzudecken vermag.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum flächenhaften Verbinden eines Abdeckbandes nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 bzw. 2 zu schaffen, bei dem dafür gesorgt wird, daß das Abdeckband auf beliebiger Länge in gleichbleibender Ausrichtlage zur abzudeckenden Fadennaht aufbringbar ist. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichenteil des Anspruches 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst.
Durch die Maßnahme, das zu beiden Seiten des Nahtüberstandes aufzubringende Abdeckband zu einer im wesentlichen U-förmigen Falte mit zu den Stofflagen parallel gerichteten Endbereichen zu formen und während des Verbindens bzw. Verschweißens innerhalb des Zwischenraumes zwischen dem Nahtüberstand und der Falte ein Luftposter wirken zu lassen, wird das den Nahtüberstand mit Abstand übergreifende Abdeckband der Verbindungs- bzw. Schweißstelle formstabilisiert zugeführt und im Bereich der Verbindungs- bzw. Schweißstelle von den beiden Seitenflächen und der Oberseite des Nahtüberstandes ferngehalten, wodurch verhindert wird, daß das Abdeckband ungewollt am Nahtüberstand anliegt und weder insgesamt noch stellenweise mit diesem mit verbunden wird. Als Folge davon treten am Abdeckband während des Verbindens bzw. Verschweißens keine seitlich gerichteten Zug- oder Ab­ lenkkräfte auf, so daß es ohne weiteres auch über längere Strecken verzug- und faltenfrei verbunden bzw. aufgeschweißt werden kann.
Da die zwischen dem Nahtüberstand und dem Abdeckband hindurchströmende und dabei ein Luftpolster aufbauende Druckluft zugleich eine Kühlwir­ kung hat, wird für den Fall, daß das Abdeckband trotz des Druckluft­ stromes doch gelegentlich am Nahtüberstand anliegen sollte, verhin­ dert, daß die Berührungsstelle beim Schweißen bis auf die Schweißtem­ peratur aufgeheizt wird. Somit ist durch die Kühlwirkung der Druckluft eine zusätzliche Gewähr dafür gegeben, daß das Abdeckband nicht am Nahtüberstand angeschweißt wird.
In den Ansprüchen 2 bis 4 ist eine erste Ausführungsform einer Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens angegeben, wobei besondere Maßnahmen zur Führung und Formgebung des Abdeckbandes und der Stoffla­ gen getroffen wurden.
Im Anspruch 5 ist eine zweite Ausführungsform der Vorrichtung angege­ ben, bei der durch eine ortsfeste Anbringung des Heizelementes die Möglichkeit geschaffen wurde, die Austrittsenden der Führungsapparate für das Abdeckband und die Stofflagen besonders dicht an die Druckrol­ len heranzuführen, was eine Voraussetzung für das Schweißen von engen Radien ist.
Da es für die Erzielung eines gleichmäßigen Schweißergebnisses sehr wichtig ist, daß während des gesamten Schweißvorganges die Schweißtem­ peratur auf einem im wesentlichen konstanten Wert gehalten wird, sollte die nach dem Einschalten der Schweißvorrichtung unvermeidliche Aufheizphase des Heizelementes vor Beginn des Schweißvorganges abge­ schlossen sein. Um den damit verbundenen Zeitverlust zu vermeiden, läßt man bei mit einem Heißluftgerät ausgestatteten Schweißvorrichtun­ gen das Heißluftgerät in den Schweißpausen eingeschaltet, wobei die Heißluft während dieser Zeit normalerweise durch Wegschwenken der Heißluftdüse von der Schweißstelle ferngehalten wird. Bei einer orts­ fest angeordneten Heißluftdüse läßt sich gemäß Anspruch 6 die Heißluft dadurch von der Schweißstelle fernhalten, daß das Heißluftgerät beweg­ bar angeordnet ist und mit einer Umlenkklappe für den Heißluftstrom zusammenwirkt.
Die Erfindung ist anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine schaubildliche Darstellung eines Teiles einer Schweißmaschine mit je einem Führungsapparat für das Abdeckband und die Stofflagen;
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch die Führungsapparate;
Fig. 3 eine Schnittdarstellung durch zwei mittels einer Fadennaht miteinander verbundene Stofflagen und ein die Fadennaht überdeckendes Abdeckband;
Fig. 4 eine schaubildliche Darstellung des zweiten Ausführungsbeispieles einer Schweißmaschine, bei der das als Heißluftdüse ausgebildete Heizelement ortsfest angeordnet ist;
Fig. 5 eine schaubildliche Darstellung einer in wirksamer Stellung befindlichen Umlenkklappe für den Heißluftstrom;
Fig. 6 eine schaubildliche Darstellung der in unwirksamer Stellung befindlichen Umlenkklappe.
Ausführungsbeispiel 1
Das nur zum Teil dargestellte Gehäuse der Schweißmaschine weist einen Kopf (1), einen diesen tragenden Arm (2) und eine auf einer nicht dargestellten Grundplatte befestigte Säule (3) auf.
An einem am Kopf (1) befestigten Träger (4) ist eine in vertikaler Richtung federnd beaufschlagte obere Druckrolle (5) angeordnet, die durch eine Ringnut (6) in zwei Rollenabschnitte (7, 8) unterteilt ist. An der Säule (3) ist eine untere Druckrolle (9) angeordnet. Beide Druckrollen (5, 9) sind durch bekannte nicht dargestellte Antriebsvorrichtungen sychron zueinander antreibbar.
An einem am Kopf (1) befestigten Träger (10) ist eine Schwenkhalterung (11) für eine Heißluftdüse (12) angeordnet, die zwischen einer von den Druckrollen (5, 9) entfernten Ruhestellung und einer dicht vor den Druckrollen (5, 9) gelegenen Arbeitsstellung bewegbar ist. Die Heißluftdüse (12) ist gabelförmig ausgebildet und weist zwei Austrittsöffnungen (13, 14) auf, deren Breite und gegenseitiger Abstand der Breite und dem gegenseitigen Abstand der Rollenabschnitte (7, 8) entspricht.
Auf dem Kopf (1) ist ein Träger (15) für eine Vorratsrolle (16) befestigt, die ein thermoplastisches Abdeckband A enthält. An einer am Kopf (1) befestigten Halterung (17) ist ein Führungsapparat (18) für das Band A angeordnet. Der Führungsapparat (18) weist eine Blechhülse (19) auf, die einen flachen Führungskanal (20) (Fig. 2) mit einer sich geradlinig ersteckenden Eintrittsöffnung (21) enthält. Die Blechhülse (19) weist eine sich von der Eintrittsöffnung (21) in Richtung auf die gegenüberliegende nicht bezeichnete Austrittsöffnung zunehmend größer werdende, im wesentlichen U-förmige, nach aufwärts gerichtete Ausbuchtung (22) auf. Der Führungsapparat (18) ist schräg nach abwärts gerichtet und verläuft im wesentlichen tangential zur Mantelfläche der oberen Druckrolle (5), wobei die Ausbuchtung (22) mit der Ringnut (6) fluchtet.
An der konkaven Unterseite der Ausbuchtung (22) ist der Endabschnitt (23) einer Druckluftleitung (24) befestigt, die mit einer nicht dargestellten Druckluftquelle verbunden ist. Die Austrittsöffnung (25) der Druckluftleitung (24) liegt im wesentlichen in der gleichen Ebene wie die Austrittsöffnung des Führungsapparates (18) und ist der zwischen den Druckrollen (5, 9) liegenden Schweißstelle (26) zugewandt.
An einer am Kopf (1) befestigten Haltestange (27) ist eine im wesentlichen horizontal verlaufende Führungsplatte (28) angeordnet, deren mittlerer Bereich als eine nach aufwärts gerichtete Ausbuchtung (29) ausgebildet ist. Diese in Richtung auf die Schweißstelle (26) zulaufende Ausbuchtung (29) liegt mit der Ausbuchtung (22) des Führungsapparates (18) in einer gemeinsamen vertikalen Ebene und bildet eine Führungsrinne (30).
An einer an der Säule (3) einstellbar befestigten Halterung (31) ist eine Führungsplatte (32) angeordnet, die unter einem flachen Winkel zur darüber liegenden Führungsplatte (28) verläuft und gemeinsam mit dieser einen Führungsapparat (33) bildet. Der mittlere Bereich der unteren Führungsplatte (32) ist nach aufwärts gewölbt, wodurch unterhalb der Ausbuchtung (29) der oberen Führungsplatte (28) eine in gleicher Richtung verlaufende flache Führungsrippe (34) gebildet ist, die in Richtung auf die Schweißstelle (26) zunehmend flacher wird und noch vor der Endkante der Führungsplatte (32) endet.
Die Funktionsweise ist folgende:
Die in einem späteren Arbeitsgang mit Schaumstoff auszufüllende Sitzhülle (H) weist zwei mit einer thermoplastischen Beschichtung (B) versehene Stofflagen (S 1, S 2) auf, die durch eine Fadennaht (N) derart miteinander verbunden sind, daß ein bei flach ausgebreiteter Sitzhülle (H) nach aufwärts stehender Nahtüberstand (U) gebildet ist.
Zur flüssigkeitsdichten Abschirmung der Fadennaht (N) wird über den Nahtüberstand (U) hinweg zu beiden Seiten der Fadennaht (N) auf die obenliegende Beschichtung (B) das thermoplastische Abdeckband (A) aufgeschweißt. Zu diesem Zweck wird zunächst die Sitzhülle (H) in den Spalt zwischen den Führungsplatten (28, 32) des Führungsapparates (33) geschoben, wobei der Bereich der Fadennaht (N) rittlings auf der Führungsrippe (34) angeordnet und der Nahtüberstand (U) mittig in die Führungsrinne (30) eingeführt wird. Beim Hindurchschieben der Stofflagen (S 1, S 2) in Richtung auf die Schweißstelle (26) werden diese aufgrund der flacher werdenden Führungsrippe (34) im Bereich der Fadennaht (N) in eine flach ausgebreitete Lage gebracht.
Sofern das Abdeckband (A) nicht bereits im Führungsapparat (18) aufgenommen ist, wird nun das Bandende in den Führungskanal (20) der Blechhülse (19) eingeführt und bis zu dessen Austrittsöffnung durchgeschoben. Dabei wird das Abdeckband (A) zu einer U-förmigen Falte (F) mit zwei zu den Stofflagen (S 1, S 2) parallel gerichteten Endbereichen (E 1, E 2) geformt.
Bevor die Schweißmaschine eingeschaltet wird, wird die Druckluftleitung (24) mit Druckluft beaufschlagt, worauf aus dem Endabschnitt (23) ein kontinuierlicher Luftstrom austritt, der unterhalb des Scheitelbereiches der Falte (F) in Richtung der Schweißstelle (26) entlangströmt. Durch den Luftstrom wird die Falte (F) nach dem Austritt des Abdeckbandes (A) aus dem Führungsapparat (18) formstabilisiert, wodurch verhindert wird, daß sich die Falte (F) verengt oder seitlich kippt. Nachdem das Abdeckband (A) die Stofflagen (S 1, S 2) erreicht hat, strömt die Druckluft durch den Zwischenraum (Z) zwischen der Falte (F) und dem Nahtüberstand (U) hindurch und erzeugt innerhalb des Zwischenraumes (Z) einen Überdruck, der die Wirkung eines Luftpolsters hat. Auf diese Weise wird erreicht, daß die Falte (F) zu den Seitenflächen und der Oberseite des Nahtüberstandes (U) einen gleichmäßigen Abstand hält.
Sobald sich die Stofflagen (S 1, S 2) und das Abdeckband (A) in der für die Durchführung eines Schweißvorganges erforderlichen Ausgangslage befinden, wird die Heißluftdüse (12) in ihre Arbeitsstellung eingeschwenkt und die Schweißmaschine eingeschaltet. Während des nun beginnenden Schweißvorganges werden die flach auf der Beschichtung (B) der Stofflagen (S 1, S 2) liegenden Endbereiche (E 1, E 2) des Abdeckbandes (A) gemeinsam mit den entsprechenden Abschnitten der Beschichtung (B) auf Schweißtemperatur erhitzt und durch die nachfolgenden Druckrollen (5, 9) zusammengepreßt und fest miteinander verschweißt. Dabei wird durch den einen Abstand zwischen der U-förmigen Falte (F) und dem Nahtüberstand (U) schaffenden und zugleich eine Kühlwirkung ausübenden Druckluftstrom zuverlässig verhindert, daß die Falte (F) am Nahtüberstand (U) angeschweißt wird.
Ausführungsbeispiel 2
Die Schweißmaschine dieses Ausführungsbeispieles entspricht im wesentlichen derjenigen des ersten Ausführungsbeispieles, d. h. der Aufbau des Gehäuses, die Anordnung der Druckrollen (5 und 9) und die Ausbildung des Führungsapparates (18) für das Abdeckband (A) sowie des Führungsapparates (33) für die Stofflagen (S 1, S 2) sind identisch.
Ein Unterschied besteht jedoch in der Anordnung der beiden Führungsapparate (18, 33). Sie sind beim zweiten Ausführungsbeipiel gemäß Fig. 4 in einem flacheren gemeinsamen Winkel angeordnet, wodurch ihre Austrittsenden (40, 41) sehr viel dichter an die zwischen den Druckrollen (5, 9) liegende Schweißstelle (26) herangeführt werden können.
Da in diesem Fall der Abstand zwischen den Führungsapparaten (18, 33) so schmal ist, daß eine bewegbar angeordnete Heißluftdüse gar nicht mehr oder nur noch sehr umständlich in die Schweißstellung eingeführt werden könnte, ist bei diesem Ausführungsbeipiel eine fest installierte Heißlußdüse (42) vorgesehen, die im übrigen jedoch wie die Heißluftdüse (12) des ersten Ausführungsbeispieles gabelförmig ausgebildet ist.
Die Heißluftdüse (42) ist an einem Ende eines Rohres (43) befestigt, das von einem am Arm (2) angeordneten Träger (44) gehalten ist. Am anderen Ende des Rohres (43) ist ein trichterartiges Mundstück (45) befestigt. Auf zwei Führungsstangen (46) des Trägers (44) ist ein plattenförmiger Schieber (47) angeordnet, der mit der Kolbenstange (48) eines Druckluftzylinders (49) verbunden ist. Am Schieber (47) ist ein Heißluftgerät (50) befestigt, das eine zylinderförmige Düse (51) aufweist.
Wie aus Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, ist ein fest installierter Abluftkanal (52) vorgesehen, dessen rechteckförmige Eintrittsöffnung mit (53) bezeichnet ist. Dem Abluftkanal (52) ist eine Umlenkklappe (54) zugeordnet, die an einer vertikal verlaufenden, ortsfest gelagerten Welle (55) angeordnet ist. Die Umlenkklappe (54) ist als ein an zwei Seiten offener Hohlkörper mit einer bogenförmigen Leitfläche (56) ausgebildet. An der Umlenkklappe (54) ist eine teilweise überstehende Anschlagplatte (57) befestigt.
Eine Zugfeder (58), die über einen Hebel (59) auf die Welle (55) ein Drehmoment ausübt, bewirkt, daß die Umlenkklappe (54) bei zurückgezogenem Heißluftgerät (50) gemäß Fig. 5 mit der Anschlagplatte (57) am Abluftkanal (52) anliegt, wobei die Austrittsseite (60) der Umlenkklappe (54) mit der Eintrittsöffnung (53) des Abluftkanals (52) fluchtet.
Funktionsweise:
Das Heißluftgerät (50) ist kontinuierlich eingeschaltet und erzeugt daher auch in den Pausen zwischen der Bearbeitung zweier aufeinanderfolgender Sitzhüllen Heißluft. In den Bearbeitungspausen befindet sich das Heißluftgerät (50) in der in Fig. 5 dargestellten zurückgezogenen Stellung, in welcher die Düse (51) teilweise in die Umlenkklappe (54) hineinragt. Die der Düse (51) entströmende Heißluft trifft auf die bogenförmige Leitfläche (56) und wird durch diese in Richtung des Abluftkanals (52) umgelenkt.
Sobald sich eine neu zu bearbeitende Sitzhülle in Arbeitsstellung befindet, d. h. das Anfangsende einer abzudeckenden Naht in den Führungsapparat (33) eingeführt ist, wird das Heißluftgerät (50) mit Hilfe des Druckluftzylinders (49) in die Arbeitsstellung gemäß Fig. 6 geschoben. Während dieser Bewegung stößt die Düse (51) an die Innenseite der Umlenkklappe (54) an und verschwenkt sie in die in Fig. 6 dargestellte unwirksame Stellung. Die Verschiebebewegung des Heißluftgerätes (50) endet, sobald die Düse (51) auf dem als Anschlag wirkenden Mundstück (45) aufsetzt. In dieser Stellung bilden die Düse (51) und das Mundstück (45) eine Kupplung zwischen dem Heißluftgerät (50) und der Heißluftdüse (42).
Nach Ablauf einer zum Aufheizen des Rohres (43) und der Heißluftdüse (42) dienenden Verzögerungszeit wird der Antrieb der Druckrollen (5, 9) eingeschaltet und ein neuer Schweißvorgang eingeleitet. Dieser Schweißvorgang läuft in gleicher Weise ab wie beim Ausführungsbeispiel 1 beschrieben.

Claims (6)

1. Verfahren zum flächenhaft - beispielsweise durch Schweißen oder Kle­ ben - erfolgenden Verbinden eines Abdeckbandes mit Stofflagen zu bei­ den Seiten des Nahtüberstandes einer die Stofflagen miteinander ver­ bindenden, als Fadennaht ausgebildeten Kantennaht, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Abdeckband (A) vor der Verbindungsstelle zu einer den Nahtüberstand (U) unter Bildung eines Zwischenraumes (Z) umgeben­ den im wesentlichen U-förmigen Falte (F) mit zu den Stofflagen (S 1, S 2) im wesentlichen parallel gerichteten Endbereichen (E 1, E 2) geformt wird und daß während des Verbindens der Endbereiche (E 1, E 2) des Ab­ deckbandes (A) mit den Stofflagen (S 1, S 2) im Zwischenraum (Z) ein das Abdeckband (A) vom Nahtüberstand (U) trennendes Luftpolster erzeugt wird.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bei dem die Verbindung des Abdeckbandes mit den Stofflagen durch Schweißen erfolgt, mit einem Heizelement und zwei nachgeordneten Druckrollen, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb des Heizelementes (12; 42) ein Führungsapparat (18) für das Abdeckband (A) und unterhalb des Heizelementes (12; 42) ein Führungsapparat (33) für die Stofflagen (S 1, S 2) angeordnet ist, wobei der Führungsapparat (18) für das Abdeckband (A) von einer flachen Hülse (19) gebildet ist, die von der Eintrittsöffnung (21) ausgehend in Richtung auf die Austrittsöffnung eine zunehmend größer werdende, im wesentlichen U-förmige Ausbuchtung (22) aufweist und daß unterhalb der Ausbuchtung (22) ein im wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Hülse (19) verlaufender Endabschnitt (23) einer Druckluftleitung (24) angeordnet ist, deren Austrittsöffnung (25) den Druckrollen (5, 9) zugekehrt ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungsapparat (33) für die Stofflagen (S 1, S 2) aus zwei in einem flachen Winkel aufeinanderzulaufenden Führungsplatten (28, 32) besteht, von denen die obere Führungsplatte (28) eine den Nahtüberstand (U) seitlich stützende Führungsrinne (30) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die untere Führungsplatte (32) des Führungsapparates (33) eine nach aufwärts gerichtete Führungsrippe (34) aufweist.
5. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsapparate (18, 33) zur Erzielung eines besonders kurzen Abstandes zwischen ihren Austrittsenden (40, 41) und den Druckrollen (5, 9) unter einem flachen Winkel zueinander ausgerichtet sind und daß das Heizelement (42) mit geringem Abstand zu den Druckrollen (5, 9) ortsfest angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei das Heizelement von einer mit einem Heißluftgerät verbundenen Heißluftdüse gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Heißluftgerät (50) zwischen einer mit einem Mundstück (45) in Eingriff tretenden Arbeits­ und einer von diesem entfernten Ruhestellung hin­ und herbewegbar ist und daß die Austrittsöffnung (Düse 51) des in Ruhestellung befindlichen Heißluftgerätes durch eine Umlenkklappe (54) abgeschirmt ist, die in dieser Stellung mit der Eintrittsöffnung (53) eines Abluftkanals (52) fluchtet und durch das Heißluftgerät (50) beim Bewegen in die Arbeitsstellung in eine unwirksame Stellung wegschwenkbar ist.
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