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Dokumentenidentifikation DE60304700T2 26.04.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0001507910
Titel VERFAHREN UND MASCHINE ZUR HERSTELLUNG EINER SICH NICHT AUFLÖSENDEN NAHT
Anmelder C Gex Systems C Gex, S.a.r.l., Albias, FR
Erfinder GUILHEM, Christian, 82350 Albias, FR;
GUILHEM, Jacques, 82350 Albias, FR;
GUILHEM, Marc, 82350 Albias, FR
Vertreter Dr. Weitzel & Partner, 89522 Heidenheim
DE-Aktenzeichen 60304700
Vertragsstaaten AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HU, IE, IT, LI, LU, MC, NL, PT, RO, SE, SI, SK, TR
Sprache des Dokument FR
EP-Anmeldetag 20.05.2003
EP-Aktenzeichen 037560000
WO-Anmeldetag 20.05.2003
PCT-Aktenzeichen PCT/FR03/01523
WO-Veröffentlichungsnummer 2031002287
WO-Veröffentlichungsdatum 11.12.2003
EP-Offenlegungsdatum 23.02.2005
EP date of grant 19.04.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 26.04.2007
IPC-Hauptklasse D05B 17/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Maschine zur Herstellung einer sich nicht auflösenden Naht mit verknüpften und/oder verwobenen. Nähfäden und mit Stichpassagen in oder durch wenigstens eine Materialdicke eines Objektes, Nähobjekt genannt, das die Naht erhält.

Nähtechniken und -maschinen sind äußerst vielfältig, hinlänglich bekannt und gut dokumentiert. Sie sind insbesondere Gegenstand von Normen.

Nähte können dekorativ und/oder funktionell sein. Sie können beispielsweise dazu dienen, verschiedene Stücke zu einem Nähobjekt aneinander zu fügen. Die den Gegenstand bildenden Materialien können gewebte Textilien, Strickwaren, Leder, Synthetikmaterialien usw. sein. Die EP-0223312 illustriert ein Beispiel, in dem ein Kantenstich benutzt wird, um einen in einem Rand eines Möbelüberzugs gleitenden Spannfaden festzuhalten. Im Falle einer Naht, die eine oder mehrere Stichreihen umfasst, wird das Nähobjekt kontinuierlich über die Nähstation einer Maschine gezogen. In anderen Fällen, wie beim Annähen von Knöpfen, wird das Nähobjekt auf die Nähstation gelegt, wo es während des Nähvorgangs im Wesentlichen unbeweglich bleibt. In allen Fällen wird/werden zum Erhalten des Nähobjekts das/die es bildende(n) Stück(e) auf eine Nähstation einer Nähmaschine gelegt.

Eines der hinlänglich bekannten Probleme, die bei einer Naht entstehen, ist deren relative Brüchigkeit, da sich ein Bruch der anfänglichen oder endgültigen Verankerung der Fäden oder ein Bruch eines der Nähfäden wahrscheinlich spontan und/oder durch einfaches Ziehen an einem der Nähfäden und/oder durch Trennen der zusammengefügten Stücke an der Naht ausbreiten wird. Der Ausdruck „die Naht kann sich auflösen" bezieht sich auf dieses Phänomen, das auch „aufziehbar" genannt werden kann. Dies ist besonders bei Stichen der Fall, die durch verknüpfte Fäden oder Fadengruppen wie Kettenstiche, Kantenstiche oder Deckstiche gebildet werden, in denen die unverwobenen Fäden nicht miteinander verknotet sind.

Folglich haben diese durch verwobene Fäden gebildeten Stiche den Vorteil, dass ein sehr rasches Nähen möglich ist, und darüber hinaus, dass keine Bobine mit begrenzter Kapazität erforderlich ist. Aus diesem Grund wird es in der Industrie bevorzugt, Kettenstiche, Kantenstiche oder Deckstiche zu benutzen, die mit Maschinen produziert werden, die von Fadenbobinen großer Kapazität gespeist werden und sehr schnell arbeiten und dabei breite Produktvariationen bieten und insbesondere die Verwendung einer großen Zahl (bis zu neun) verschiedener Nähfäden zulassen. Die Verwendung dieses Stichtyps ist jedoch durch die Tatsache stark begrenzt, dass diese Stiche Nähte bilden, die sich sehr leicht auflösen und sich unpassender- und unerwünschterweise aufziehen können. Aus diesem Grund wird dieser Stichtyp nicht zum Aneinanderfügen von unter Spannung befindlichen Stücken benutzt, die vom Hersteller garantiert werden müssen – z.B. beim Erzeugen von Zierüberzügen für Stühle.

Bei Stichen, die mit verwobenen Fäden oder Fadengruppen gebildet werden, ist dieses Problem weniger akut, besteht aber weiterhin fort, da sich ein Riss der Naht unpassender- und unerwünschterweise spontan ausbreiten kann. Kurz, die Naht kann sich auch dann auflösen, wenn das Aufziehen weniger schnell erfolgt als bei verknüpften Stichen.

In einigen speziellen Anwendungen wie denen, die undurchlässige Nähte erzeugen, wurde vorgeschlagen, eine Naht durch ein Zusammenfügen mit supplementärem Verschweißen und/oder Bonden zu verstärken, bei dem auch indirekt das Problem das Aufziehens gemildert wird.

So beschreiben beispielsweise die FR-90562, die US-1560712, die US-5003902 impermeable Nähte, die eine oder mehrere Nähte und einen Streifen Thermoplastmaterial kombinieren, der zum Zusammenschweißen der zusammengefügten Gewebestücke und/oder der Naht/Nähte dient. Diese Methoden sind jedoch im Hinblick auf Material, Arbeitsaufwand und Herstellungszeit kostspielig. Außerdem sind sie in ihrer Anwendung auf Stücke begrenzt, die durch teilweise Überlappung zusammengefügt werden sollen. Sie sind z.B. nicht auf eine Randnaht oder das Annähen von Knöpfen anwendbar. Darüber hinaus werden Flexibilität und Aussehen der Naht durch die von dem Thermoplaststreifen gebildete Schweißnaht stark verändert. Insbesondere erhöht die Verwendung eines zwischengelegten Thermoplaststreifens die Dicke des Nähobjekts.

Es wurde auch in Betracht gezogen (FR-886765, US-3296990), das Thermoplastmaterial, das die die Naht aufnehmenden Stücke bildet, zum Verschweißen der Fäden der Naht mit diesem Material durch lokale Applikation von Wärme mit einer Punktkontakt- oder Ultraschallschweißvorrichtung an den Stellen zu verschweißen, an denen der Nähfaden das Material durchdringt. Diese Methoden sind in ihrer Anwendung auf das Zusammenfügen von Stücken aus Thermoplast begrenzt. Ferner besteht auch hier die Tendenz, dass Flexibilität und Aussehen verändert werden. Darüber hinaus werden mit diesen Methoden unbedingt die Nähfäden mit dem Nähobjekt verbunden, was zuweilen nicht wünschenswert ist, wie z.B. im Falle der EP-0223312, wo ein gleitender Spannfaden zwischen die Nähfäden und das Nähobjekt gelegt wird. Außerdem werden diese Methoden in der Praxis nicht angewendet, besonders weil die präzise Ausführung der Schweißung genau an den Stellen, an denen der Faden das Material durchdringt, in der Praxis äußerst schwierig, wenn nicht sogar unmöglich ist. Mit Ultraschall kann nur eine Totalfusion des Fadens und eines Teils des Materials des Stücks entlang einer fortlaufenden Fusionslinie tatsächlich erzielt werden. Aus diesem Grund verliert die Produktion der Naht an sich viel an Interesse und der Faden wird schließlich mit dem Material des Stücks verschmolzen. Ferner gibt die FR-886765, die von 1942 stammt, nicht an, wie eine Punktschweißung in der Praxis realisiert werden kann.

Die FR-1427611 beschreibt ein Verfahren zum Behandeln von Gewebe (Webwaren, Strickwaren usw.), dessen Ziel es ist, das Gleiten oder „Schlüpfen" verwobener Fäden eines Gewebes zu vermeiden, wobei sich dieser Begriff in diesem Dokument auf das Phänomen des Aufziehens von Fäden eines Gewebes nach einem Ziehen oder Reißen eines Fadens des Gewebes bezieht. Wie in diesem Dokument erläutert, wurde vorgeschlagen, dieses Problem durch Aufbringen eines Klebstoffs zu lösen, der jedoch das Gewebe versteift. Es wurde auch vorgeschlagen, Webwaren wie Nylonstrümpfe aus Thermoplastfäden durch eine örtliche Applikation von Wärme zu behandeln, was sich in der Praxis äußerst schwer regulieren lässt, so dass die Webware entweder durch zu starke Wärme (Totalfusion von Fäden) beschädigt oder nicht effektiv behandelt wird, wenn die Wärme nicht ausreicht, um die Fäden des Gewebes zu fixieren. In allen Fällen leiden das Aussehen des Gewebes sowie seine Festigkeit. Daher wird in diesem Patent vorgeschlagen, in einem Abstand Tropfen einer Klebstofflösung nur auf einige Schnittpunkte von Fäden des Gewebes aufzubringen. Diese Methode erfordert eine spezielle Behandlungsstufe des Gewebes nach der Herstellung. Dieses Dokument sieht keine Anwendung des Verfahrens auf eine Naht vor. In jedem Fall wäre es äußerst heikel und kostspielig, diese Methode auf eine Naht anstatt auf ein Gewebe anzuwenden.

Außerdem sieht die JP-09084980 in einer Ausgestaltungsvariante vor, das Problem des Ausfransens eines Verkettungsfadens durch Verwenden eines thermoplastischen Klebstofffadens (polynosisch, Acryl, Vinylon usw.) zu lösen und die Verkettungspunkte mit einem Laserstrahl oder einer anderen Heizvorrichtung zu erhitzen und zu schmelzen, die unter der Arbeitsplatte unterhalb des Drückerfußes angeordnet ist, um die Verkettungspunkte zu verlöten. Trotzdem ist es in der Praxis, wie oben mit Bezug auf die FR-1427611 erwähnt wurde, nicht möglich, ein solches Verfahren umzusetzen. In der Tat ist es unmöglich, die genaue Wärmemenge zu applizieren, die je nach dem benutzten Faden, dem Material des Nähobjekts (mehr oder weniger absorptionsfähig und/oder biegsam) variiert, um nur eine Teilfusion und ein Verschweißen von Punkten zu erzielen. Darüber hinaus zieht sich der Nähfaden nach der Fusion zurück, karbonisiert und verliert seine mechanische Festigkeit. Außerdem kommen die geschmolzenen Fadenfasern unmittelbar danach mit der Öffnungsplatte in Kontakt, auf der sie verkleben oder sich auf dem geschmolzenen Material ablagern. Das Ergebnis ist in den meisten Fällen eine fast sofortige Verstopfung der Passageöffnung des Laserstrahls und sogar ein Verkleben des Nähobjekts, das nicht mehr auf der Platte gleitet. Diese in der JP-09084980 beschriebene Variante kann daher in der industriellen Praxis nicht erfolgreich umgesetzt werden.

In diesem Zusammenhang ist es Aufgabe der Erfindung, ein(e) solche(s) Verfahren und Maschine vorzuschlagen, dass eine sich nicht auflösende Naht erzeugt werden kann, auf einfache, schnelle und wirtschaftliche Weise, die mit den Einschränkungen einer Nutzung auf industriellem Maßstab kompatibel sind, ohne die mechanischen Eigenschaften des Nähobjekts zu beeinträchtigen, während gleichzeitig die mechanischen Eigenschaften der Naht selbst wenigstens im Wesentlichen erhalten bleiben.

Spezieller ist es auch Aufgabe der Erfindung, ein(e) solche(s) Verfahren und Maschine vorzuschlagen, dass das Aussehen des Nähobjekts und der Naht wenigstens im Wesentlichen beibehalten und insbesondere ein traditionelles und ästhetisch ansprechendes Aussehen der Naht erzielt werden können.

Insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, die Herstellung einer Naht zuzulassen, deren Steifigkeit nicht durch die Behandlung erhöht wird, mit der ein Auflösen der Naht verhindert werden soll. Eine solche (Biege- oder Kompressions-) Steifigkeit oder Starrheit kann insbesondere eine Nutzungsbehinderung darstellen, z.B. bei Gewebeteilen, die mit der Haut in Kontakt kommen, wie z.B. Kleidung oder Unterbekleidung.

Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Realisierung einer solchen Naht zuzulassen, die hohen Beanspruchungen unterworfen werden kann. Es ist spezieller eine Aufgabe der Erfindung, die Realisierung einer sich nicht auflösenden Naht zuzulassen, wobei jedoch die Fäden nicht einstückig mit dem das Nähobjekt bildenden Material verbunden werden. Ebenso ist es eine Aufgabe der Erfindung, die Realisierung einer solchen Naht in verschiedenen Anwendungen, an verschiedenen Orten auf dem Nähobjekt (einschließlich am Rand) und unabhängig von dem das Objekt bildenden Material zuzulassen. Es ist z.B. eine Aufgabe der Erfindung, die Realisierung eines Kantenstichs zuzulassen, der sich nicht auflösen kann und der eine Passage zur Aufnahme eines gleitenden Spannfadens bildet, oder das Annähen von Knöpfen mit einer sich nicht auflösenden Naht zuzulassen.

Es ist insbesondere eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren vorzuschlagen, das ohne Handhabung, in einer einzelnen Stufe, insbesondere durch die Nähstation, und/oder gleichzeitig mit der Stufe der Herstellung der Naht implementiert werden kann und keine lange und/oder komplexe Regelung vor jedem Nähen erfordert.

Dazu stellt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer sich nicht auflösenden Naht mit wenigstens einem verknüpften und/oder verwobenen Nähfaden und mit Stichpassagen in oder durch wenigstens eine Materialdicke eines Objekts, Nähobjekt genannt, bereit, das die Naht aufnimmt, wobei diese Naht wenigstens eine Nähfadenlitze aufweist, die auf der Außenseite des Nähobjekts neben wenigstens einer anderen Nähfadenlitze auf der Außenseite des Nähobjekts verläuft, wobei:

  • – die Naht mit wenigstens einem einen Thermoplast aufweisenden Nähfaden wenigstens auf der Außenseite dieses Nähfadens erzeugt wird,
  • – dann wenigstens ein Laserstrahl lokal auf die Naht auf der Außenseite der wenigstens einen genähten Nähfadenlitze appliziert wird, die auf der Außenseite des Nähobjekts und neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenlitze auf der Außenseite des Nähobjekts verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass:
  • – jeder Laserstrahl die Aufgabe hat, den Thermoplast auf der Außenseite von wenigstens einer genähten Nähfadenlitze punktuell zu erweichen, die auf der Außenseite des Nähobjekts und neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenlitze auf der Außenseite des Nähobjekts verläuft,
  • – nach der Applikation jedes Laserstrahls und vor der vollständigen Wiedererstarrung des erweichten Thermoplasts wenigstens ein Druckmechanismus auf den erweichten Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenlitze, die einen solchen von diesem Laserstrahl behandelten Thermoplast aufweist, appliziert wird, so dass benachbarte Nähfäden ganz oder teilweise zusammen punktuell und auf der Außenseite des Nähobjekts mittels des genannten Thermoplasts verfestigt werden.

Im gesamten Dokument bedeutet der Ausdruck „ein Laserstrahl wird lokal auf die Naht aufgebracht" und seine Ableitungen, dass der genannte Laserstrahl auf eine solche Weise auf die Naht gerichtet wird, dass er auf sie projiziert wird und eine lokalisierte Laserstrahlauftreffstelle auf der Naht bildet.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß wird wenigstens ein Laserstrahl mit der Aufgabe, den Thermoplast zu erweichen, ohne ihn zu schmelzen, aufgebracht, indem er lokal bei einer Temperatur gleich oder höher als seine Erweichungstemperatur, aber niedriger als seine Schmelztemperatur aufgebracht wird, insbesondere eine Temperatur von 3°C bis 15°C über der Erweichungstemperatur. Somit schmilzt der genannte Thermoplast nicht (er erreicht seine Schmelztemperatur nicht) und verflüssigt sich nicht. Er behält seine Form wenigstens im Wesentlichen bei und die Fadenfasern behalten ihre Kohäsion und ihre mechanische Beständigkeit.

Außerdem wird vorteilhafterweise und erfindungsgemäß nach der Applikation jedes Laserstrahls und vor der Applikation eines Druckmechanismus wenigstens ein Druckluftstrahl auf die Nähfadenlitzen appliziert. Die Wirkung eines solchen Luftstrahls ist es, die Bestandfasern jedes Fadens zu dispergieren und/oder die benachbarten Fadenlitzen in Bezug aufeinander zu verschieben. Darüber hinaus kann damit eine zu starke Erhitzung bestimmter Teile der Maschine verhindert werden. Außerdem beseitigt er Staub oder Materialrückstände, insbesondere in der Nähe der Auftreffstelle des Laserstrahls und/oder in der Nähe des Druckmechanismus. Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß wird ein Luftstrahl mit einer Breite von etwa dem Durchmesser des feinsten Nähfadens mit dem Thermoplast oder schmäler als dieser Durchmesser verwendet. Diese geringe Breite des Luftstrahls bewirkt eine Erhöhung seiner Wirksamkeit beim Dispergieren von Fadenfasern, jedoch ohne eine zu starke vorzeitige Abkühlung des Thermoplasts, der vor der Applikation des Druckmechanismus erweicht bleibt. Falls notwendig, kann der Luftstrahl erhitzt werden.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß wird wenigstens ein Nähfaden verwendet, der mit wenigstens einem Thermoplast ausgebildet ist, und es wird wenigstens ein Laserstrahl so appliziert, dass wenigstens ein Teil der Dicke jeder Faser jedes Nähfadens aus von diesem Laserstrahl erweichtem Thermoplast über seine gesamte Länge im nicht erweichten Zustand bleibt.

Allgemeiner wird vorteilhafterweise und erfindungsgemäß wenigstens ein Laserstrahl so appliziert, dass nur ein Teil der Dicke jeder Nähfadenlitze erweicht wird, auf die er appliziert wird. Somit bleibt die Naht funktionell, wobei wenigstens ein Teil der Dicke jeder Litze im nicht erweichten Zustand gelassen wird.

Jeder Druckmechanismus kommt mit dem Thermoplast durch eine relative Verschiebung in Kontakt und übt einen bestimmten Druck auf dieses erweichte Material aus, wobei das Nähobjekt außerdem gegenüber diesem Druckmechanismus durch eine Arbeitsplatte und/oder einen anderen Druckmechanismus gehalten wird. Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß hat jeder Druckmechanismus eine unregelmäßige Kontaktfläche (die nicht glatt ist) mit dem Thermoplast, um diesem eine sichtbare Gesamtverformung zu verleihen (und ihn nicht abzuflachen). Diese Kontaktfläche hat vorteilhafterweise Zähne, Greifer, Spitzen, Kerben, Riefen usw., die den erweichten Thermoplast durchdringen können, um einzelne Mikroverschiebungen zu bewirken, die schließlich eine Verfestigung von Fasern untereinander erzeugen (ohne Fusion oder Verlöten des Ganzen). Außerdem gleiten die Druckmechanismen nicht in Kontakt mit den Fadenlitzen und dem Thermoplast, sondern begleiten deren eventuelle Bewegung, so dass die Naht entsteht. Es gibt somit keine relative Bewegungskomponente des Druckmechanismus und des Thermoplasts in der Nährichtung, d.h. parallel zur Außenfläche des Nähobjekts.

Außerdem wird vorteilhafterweise und erfindungsgemäß die Naht dadurch erzeugt, dass das Nähobjekt über eine Nähstation einer Nähmaschine geführt wird und dass bei derselben Passage des Nähobjekts über die Nähstation wenigstens ein Laserstrahl nach dem Erzeugen jedes Stichs appliziert und dann wenigstens ein Druckmechanismus auf den erweichten Thermoplast appliziert wird. Somit wird bei derselben Passage über die Nähstation die Naht und die Verfestigung der benachbarten Litzen bewirkt, so dass ein Aufziehen der Naht danach verhütet wird. Die Erfindung verändert somit auf keine Weise die Herstellungsdauer der Naht in Bezug auf die einer herkömmlichen Naht. Vom industriellen Standpunkt her gesehen bringt sie somit keinerlei zusätzliche Produktionskosten mit sich und verhindert darüber hinaus keine Erzeugung eines Verheftestichs.

Der Begriff „Passage" des Nähobjekts bezieht sich global auf ein einfaches Platzieren und Halten verschiedener durch die Naht zusammenzufügender Stücke. Dies könnte beispielsweise eine Nähstation zum Nähen von Knöpfen an ein Kleidungsstück beinhalten. Dieser Begriff beinhaltet auch die Tätigkeit des fortlaufenden Ziehens von wenigstens einem das Nähobjekt bildenden zu vernähenden Stück über die Nähstation, wie bei Nähmaschinen, die eine Naht über wenigstens eine Stichlinie erzeugen.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß wird ein Druckmechanismus unmittelbar nach dem Applizieren eines Laserstrahls aufgebracht – insbesondere unterhalb von dieser Applikation im Falle einer Naht mit wenigstens einer Stichlinie. In jedem Fall sollte jeder Druckmechanismus auf den Thermoplast aufgebracht werden, während dieser noch wenigstens im teilweise erweichten Zustand ist.

Gemäß der Erfindung umfasst die Nähstation vorteilhafterweise Folgendes:

  • – Nähmittel, die wenigstens eine Nähnadel beinhalten,
  • – wenigstens ein Paar Antriebsmechanismen, zwischen denen Teile der Naht und des Nähobjekts zusammengedrückt und eingespannt werden und die das Nähobjekt im Verlaufe des Nähens in einer Richtung, Nährichtung genannt, durch die Nähstation treiben, wobei sich diese Antriebsmechanismen wenigstens teilweise unmittelbar unterhalb der Nähmittel befinden. Erfindungsgemäß wird wenigstens ein Laserstrahl unmittelbar unterhalb der Nähmittel auf einen Teil von wenigstens der Naht appliziert, die von den Antriebsmechanismen eingespannt und angetrieben werden soll, und unmittelbar oberhalb von wenigstens einem Teil von Antriebsmechanismen, die beim Einspannen der Naht als Druckmechanismus/-men dienen, der/die auf den erweichten Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenlitze appliziert wird/werden. Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß wird wenigstens ein Laserstrahl unmittelbar oberhalb eines Antriebsgreifers der Nähstation appliziert, der als Druckmechanismus auf den erweichten Thermoplast dient.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß wird wenigstens ein Luftstrahl unterhalb von wenigstens einem Laserstrahl und unmittelbar oberhalb von wenigstens einem Teil appliziert, der Antriebsmechanismen entspricht, die als Druckmechanismus/-men dienen.

In einer Variante kann der Druckmechanismus eine Drehantriebsvorrichtung sein (kleines Rad, Rolle, Kugel usw.), die gerieft oder gerippt ist. Es kann sich auch um ein Teil oder eine Verlängerung unterhalb von einem beweglichen Drückerfuß handeln, um wenigstens ein Stück des Nähobjekts anzutreiben, und mit einer vorzugsweise gerieften oder gerippten Kontaktfläche.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß wird die Naht mit wenigstens einem voluminösen und/oder bauschigen Nähfaden erzeugt. Voluminöse und/oder bauschige Fäden sind gut bekannt und haben scheinbar getrennte Fasern. Insbesondere wird wenigstens ein voluminöser und/oder bauschiger Nähfaden verwendet, der Thermoplastfasern umfasst. Dazu kann die Applikation eines Laserstrahls so adaptiert werden, dass ein Teil der Oberflächenfasern des Fadens erweicht wird, und der Druckmechanismus, insbesondere in der Form eines Greifers, hat die Wirkung, den so erweichten Thermoplast durch die anderen Fasern desselben Fadens und die des eine Nachbarlitze bildenden Fadens zu diffundieren. Das Ergebnis ist eine quasi unsichtbare relative Verfestigung, ohne Abflachung, aber trotzdem beständig. Die Verwendung eines Luftstrahls ist bei solchen voluminösen und/oder bauschigen Nähfäden besonders vorteilhaft, da sie die Vervielfältigung der Kontakt- und Verbindungspunkte zwischen den benachbarten Fasern begünstigen, die sie verbinden, ohne eine merkliche Veränderung des Aussehens oder der mechanischen Eigenschaften der Naht.

Somit hat in der Erfindung der Druckmechanismus die Funktion, den erweichten Thermoplast mit den Fasern benachbarter Litzen zu vermengen. Er wird daher mit Druck appliziert, um die benachbarten Litzen zu zerquetschen oder abzuflachen oder in jedem Fall die benachbarten Litzen mit dem Thermoplast in Kontakt zu bringen, der von dem Laser erweicht wurde.

Außerdem wird die Naht vorteilhafterweise und erfindungsgemäß mit Nähstichen mit verknüpften, nicht mit verwobenen Fäden hergestellt. So wird beispielsweise eine Naht mit einem Stich hergestellt, der aus einem Kettenstich, einem Kantenstich und einem Deckstich ausgewählt ist. Dieser Stich kann auch mit einem oder mehreren Nähfäden produziert werden. Die Erfindung ist auch auf die Verwendung eines Stichs mit verwobenen Fäden wie beispielsweise bei einem Steppstich anwendbar. In allen Fällen muss die Naht auf eine solche Weise produziert werden, dass benachbarte Litzen (parallel oder verflochten) auf wenigstens einer Seite der Außenseite des Nähobjekts gebildet werden. So wird z.B. bei einem Steppstich mit zwei Fäden die Spannung jedes Fadens beim Herstellen der Naht vorzugsweise so geregelt, dass die Verflechtung auf der Außenseite des Nähobjekts austritt und nicht in der Dicke des Materials dieses Nähobjekts eingeschlossen wird.

Die Erfindung erstreckt sich auch auf eine Maschine zum Ausführen eines Verfahrens gemäß der Erfindung. Die Erfindung betrifft somit eine Maschine zur Herstellung einer sich nicht auflösenden Naht mit wenigstens einem verknüpften oder verwobenen Nähfaden und mit Stichpassagen in oder durch wenigstens eine Materialdicke eines Objekts, Nähobjekt genannt, das die Naht aufnimmt, die bei der Passage dieses Nähobjekts über eine Nähstation der Maschine erzeugt wird, die Nähmittel aufweist, die wenigstens eine Nähnadel beinhalten und so gestaltet sind, dass sie wenigstens eine genähte Nähfadenlitze bilden können, die auf der Außenseite des Nähobjekts neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenlitze auf der Außenseite des Nähobjekts verläuft, wobei diese Maschine wenigstens eine Laserquelle aufweist, die wenigstens einen Laserstrahl auf die Außenseite von wenigstens einer Nähfadenlitze applizieren kann, die auf der Außenseite des Nähobjekts neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenlitze auf der Außenseite des Nähobjekts verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass:

  • • wenigstens eine Laserquelle so gestaltet ist, dass sie lokal wenigstens einen Laserstrahl auf die Naht applizieren kann, um den Thermoplast auf der Außenseite von wenigstens einer Nähfadenlitze, die auf der Außenseite des Nähobjekts neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenlitze auf der Außenseite des Nähobjekts verläuft, punktuell zu erweichen,
  • • sie wenigstens einen Druckmechanismus umfasst, der so gestaltet ist, dass er auf den erweichten Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenlitze nach der Applikation jedes Laserstrahls und vor der vollständigen Wiedererstarrung des erweichten Thermoplasts appliziert werden kann, um benachbarte Litzen ganz oder teilweise gemeinsam auf der Außenseite des Nähobjekts mittels des genannten Thermoplasts punktuell zu verfestigen.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß umfasst jede Laserquelle eine Laserdiode mit einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 940 nm und einer Höchstleistung von 60 W, die einen Laserstrahl von wenigstens 1 mm, insbesondere von etwa 800 &mgr;m Durchmesser bildet. Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß hat jede Laserquelle Mittel zum Regeln der Leistung des von ihr zugeführten Laserstrahls. Sie kann auch mit Mitteln zum automatischen Justieren der Leistung des Laserstrahls versehen sein – insbesondere in Abhängigkeit von der Produktionsgeschwindigkeit der Naht und/oder der Anzahl der erzeugten Stiche.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß umfasst die Maschine wenigstens eine Laserquelle mit der Aufgabe, den Thermoplast zu erweichen, ohne ihn zu schmelzen, indem sie sie lokal auf eine Temperatur gleich oder höher als ihre Erweichungstemperatur, aber unter ihrer Schmelztemperatur, insbesondere auf eine Temperatur von 3 bis 15°C oberhalb der Erweichungstemperatur bringt. Vorteilhafterweise weist eine erfindungsgemäße Maschine wenigstens eine Düse auf, die wenigstens einen Luftstrahl bildet, der nach der Applikation jedes Laserstrahls und vor der Applikation eines Druckmechanismus auf die Nähfadenlitzen gerichtet wird. Vorteilhafterweise weist eine erfindungsgemäße Maschine wenigstens eine Düse auf, die einen Luftstrahl mit einer Breite von etwa dem Durchmesser des feinsten Nähfadens mit dem Thermoplast oder schmäler als dieser Durchmesser bildet.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß umfasst die Maschine wenigstens eine Laserquelle, die so gestaltet ist, die sie wenigstens einen Teil der Dicke jeder Nähfadenlitze über ihre gesamte Länge im nicht erweichten Zustand lässt. Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß ist wenigstens eine Laserquelle so gestaltet, dass sie wenigstens einen Laserstrahl so appliziert, dass er nur einen Teil der Dicke jeder Nähfadenlitze erweicht, auf die er appliziert wird.

Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Maschine so gestaltet, dass sie bei ein und derselben Passage des Nähobjekts über die Nähstation wenigstens einen Laserstrahl nach dem Erzeugen jedes Stichs und dann wenigstens einen Druckmechanismus auf den erweichten Thermoplast applizieren kann.

Spezieller betrifft die Erfindung eine Maschine, deren Nähstation wenigstens ein Paar Antriebsmechanismen aufweist, die so gestaltet sind, dass sie Teile der Naht und des Nähobjekts zwischen sich zusammendrücken und einspannen und das Nähobjekt im Laufe der Erzeugung der Naht in einer Richtung, Nährichtung genannt, über die Nähstation treiben, wobei sich diese Antriebsmechanismen wenigstens teilweise unmittelbar unterhalb der Nähmittel befinden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Laserquelle so gestaltet ist, dass sie wenigstens einen Laserstrahl unmittelbar unterhalb der Nähmittel auf einen Teil von wenigstens der Naht applizieren kann, die von den Antriebsmechanismen eingespannt und angetrieben werden soll, und unmittelbar oberhalb von wenigstens einem Teil der Antriebsmechanismen, die beim Einspannen der Naht als Druckmechanismus/-men dienen, der/die auf den erweichten Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenlitze appliziert wird/werden.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß umfasst die Maschine wenigstens eine Düse, die so gestaltet ist, dass sie wenigstens einen Luftstrahl unterhalb von wenigstens einem Laserstrahl und unmittelbar oberhalb von wenigstens einem Teil applizieren kann, der den Antriebsmechanismen entspricht, die als Druckmechanismen dienen.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß ist wenigstens eine Laserquelle so gestaltet, dass sie wenigstens einen Laserstrahl unmittelbar oberhalb eines Antriebsgreifers der Nähstation applizieren kann, der als Druckmechanismus auf den erweichten Thermoplast dient. In einer Variante oder in Kombination betrifft die Erfindung eine Maschine, in der die Nähstation eine Aufnahmeplatte für das Nähobjekt umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeplatte wenigstens einen für das Laserlicht transparenten Abschnitt aufweist, und dadurch, dass sie wenigstens eine Laserquelle mit der Aufgabe umfasst, einen Laserstrahl durch diesen transparenten Abschnitt der Aufnahmeplatte auf den Teil der Naht zu applizieren, der mit der Aufnahmeplatte gegenüber diesem transparenten Abschnitt in Kontakt kommt. Dieser transparente Abschnitt kann ein Schlitz in der Aufnahmeplatte oder ein Abschnitt der Aufnahmeplatte aus transparentem Material sein.

In einer Variante oder in Kombination, vorteilhafterweise und erfindungsgemäß, ist wenigstens eine Laserquelle so gestaltet, dass sie wenigstens einen Laserstrahl auf einen Teil der Naht applizieren kann, der nicht mit der Aufnahmeplatte in Kontakt kommt - insbesondere auf eine Fläche des Nähobjekts, die der Fläche dieses Objekts gegenüber liegt, die mit der Aufnahmeplatte in Kontakt kommt. Man kann somit benachbarte Litzen verfestigen, die auf wenigstens einer der Außenflächen des Nähobjektes verlaufen. Auf jeder Außenfläche kann/können eine oder mehrere Verbindungsstichlinien ausgeführt werden. Insbesondere können zwei seitlich verschobene Laserstrahlen zum Bilden von zwei parallelen Verbindungsstichlinien benutzt werden.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß werden Mittel zum Regeln der Position von wenigstens einem Laserstrahl in Bezug auf die erzeugte Naht bereitgestellt. Insbesondere beinhaltet im Falle einer Naht in der Form von einer oder mehreren Stichlinien eine erfindungsgemäße Maschine vorteilhafterweise Mittel zum Regeln der Auftreffstelle von wenigstens einem Laserstrahl auf der Naht in einer Richtung, die zu der Nährichtung und zum Laserstrahl orthogonal ist. Auf diese Weise kann die Position der Auftreffstelle des Laserstrahls, und somit der Verfestigung, lateral lotrecht zur Stichrichtung justiert werden, beispielsweise in Abhängigkeit von der gebildeten Naht und/oder von dem verwendeten Fadentyp.

Vorteilhafterweise ist eine erfindungsgemäße Maschine so gestaltet, dass sie die Naht mit einem Stich mit verknüpften, nicht verwobenen Fäden erzeugt. In einer Variante ist sie so gestaltet, dass sie die Naht mit einem Stich mit verwobenen Fäden erzeugt, wobei die Litzen benachbarter Fäden sichtbar sind.

Vorteilhafterweise und erfindungsgemäß umfasst die Maschine wenigstens einen Druckmechanismus, von dem wenigstens ein Teil, der mit dem genannten Thermoplast in Kontakt kommt, aus einem nichtklebenden Material ist.

Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren und eine Maschine, in Kombination durch alle oder einige der oben oder nachfolgend erwähnten Eigenschaften gekennzeichnet.

Die Erfindung besteht somit darin, auf der Außenseite des Nähobjekts benachbarte Nähfadenlitzen zu verschweißen, was zur Herstellung der Naht mit dem Thermoplast von wenigstens einem dieser benachbarten Litzen führt. Dies wird dadurch erzielt, dass einerseits ein Laserstrahl zum Erweichen des genannten Thermoplasts in einem Ausmaß, das es zulässt, dass er als Litzenverbindungsmittel nach dem Kühlen wirkt, und andererseits ein Druckmechanismus verwendet werden, der, wenn er auf diesen erweichten Thermoplast aufgebracht wird, einen Kontakt von benachbarten Litzen mit diesem erweichten Abschnitt des Thermoplasts gewährleistet, und er gleichzeitig gekühlt wird. Dies führt zu einer Verbindung benachbarter Litzen durch diesen Thermoplast.

Die benachbarten Litzen können zum selben Nähfaden gehören, der beispielsweise auf einer Seite und auf der Außenseite des Nähobjekts verknüpft ist; oder umgekehrt zu einer Mehrzahl von getrennten Nähfäden. Die beiden benachbarten Litzen haben vorzugsweise beide einen Thermoplast; in einer Variante wird nur eine einzige Litze von einem Faden mit dem Thermoplast gebildet, der mit der anderen Litze nach dem Erweichen und unter der Wirkung des Druckmechanismus in Kontakt kommt. Jeder Nähfaden mit einem solchen Thermoplast kann durch ein solches Material gebildet oder stattdessen mit diesem Material imprägniert werden oder kann von einer Assoziation von Fasern oder Fäden vor der Herstellung der Naht resultieren. Dieser Thermoplast ist bei Raumtemperatur fest. In der Erfindung wird daher kein zusätzlicher Klebstoff zum Verfestigen von Litzen verwendet, was mittels eines Materials erzielt wird, das Teil von wenigstens einem der Nähfäden bildet.

Unter „Thermoplast" ist somit jedes bei Umgebungstemperatur feste Material zu verstehen, das erweichen kann, wenn es einem Laserstrahl einer geeigneten Leistung ausgesetzt wird. Insbesondere können alle Synthetikmaterialien, die zur bekannten Kategorie von Thermoplastpolymeren (Polyolefine, Polyester, Polyamide usw.) gehören, in dem erfindungsgemäßen Verfahren als Thermoplast eingesetzt werden. Diese Materialien oder andere zunächst thermoplastische Materialien können für Laserbestrahlung wie oben angegeben durch Zugabe von Laserstrahlenabsorptionsadditiven empfindlich und reaktionsfähig gemacht werden.

Es ist bekannt, dass ein Laserstrahl zum punktförmigen Erhitzen des Thermoplasts jenseits seines Schmelzpunktes dienen kann, z.B. um Fäden eines Gewebes zu zerschneiden. Der Erfinder hat jedoch festgestellt, dass es mit einem Laserstrahl möglich ist, mit Hilfe einer sehr raschen Anfangseinstellung der zugeführten Leistung, das Erweichen des Thermoplasts präzise zu justieren, um den gewünschten Effekt zu erzielen, nämlich ein entsprechendes Verfestigen benachbarter Litzen ohne Fusion. Insbesondere ist es möglich, benachbarte Litzen über ihre gesamte Dicke nicht zu schmelzen oder zu erweichen und somit die Funktionsfähigkeit dieser Litzen der Naht zu bewahren. Diese Regelung der Leistung des Laserstrahls wird in Abhängigkeit vom Typ des zu erweichenden Thermoplasts und vom Zeitpunkt der Applikation des Laserstrahls bewirkt, der in einer Maschine mit kontinuierlichem Transport von der Produktionsgeschwindigkeit der Naht abhängig ist. Außerdem kann ein Laserstrahl augenblicklich, kontinuierlich, pulsiert oder diskontinuierlich geregelt werden. Er kann auf sehr einfache Weise in jedem Moment unterbrochen und dann wieder aufgebracht werden. Er führt Hitze mit sehr hoher Präzision und mit sehr hoher Temperaturregelmäßigkeit zu, die für Veränderungen der Außenumgebung äußerst unempfindlich ist. Und es hat sich in der Praxis gezeigt, dass die Regelung eines Lasers zum Erzielen einer Teilschmelzung zwar äußerst heikel ist, aber dass dies nur für eine Erweichung nicht der Fall ist. In diesem Fall ist der Bereich der korrekten Regelung des Lasers in der Tat wesentlich größer.

Es ist ferner zu bemerken, dass die Erfindung auf industriellem Maßstab genutzt werden kann, wobei die Konsolidierung der Naht durch Verschweißen benachbarter Litzen automatisch, ohne Handhabung, auf der Nähstation selbst und insbesondere in einer einzelnen Stufe erzielt werden kann, die der Nahterzeugungsstufe entspricht (d.h. ohne eine spezielle nachfolgende Behandlungsstufe, selbst im Fall eines Steppstichs).

Weitere Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung ihrer bevorzugten Ausgestaltungen hervor, die nur als nicht begrenzende Beispiele gegeben und in den Figuren dargestellt sind. Dabei zeigt:

1 eine schematische Perspektivansicht einer Überwendlichnähmaschine gemäß der Erfindung;

2 eine schematische vertikale Längsteilschnittansicht, die ein Verfahren gemäß der Erfindung illustriert, das mit der Maschine von 1 implementiert wird;

3 eine schematische Draufsicht auf 2 von oben;

4 eine schematische Perspektivansicht einer Maschine gemäß der Erfindung zum Erzeugen eines Steppstichs;

5 eine schematische, vertikale Längsteilschnittansicht, die ein Verfahren gemäß der Erfindung mit einem Steppstich und nur einem oberen Laserstrahl illustriert;

6 eine schematische Draufsicht von 5 von oben;

7 bis 9 Ansichten ähnlich 5, die drei andere Varianten der Erfindung illustrieren;

10 eine schematische Ansicht von 9 von unten;

11 eine Ansicht ähnlich 2, die eine weitere Variante der Erfindung illustriert, in der das Nähobjekt von kleinen Rädern und nicht von Greifern transportiert wird;

12 eine schematische Draufsicht auf 11 von oben;

13 eine schematische vertikale Schnittansicht, die eine Nähstation für eine Maschine gemäß der Erfindung zum Anbringen eines Knopfes mit einem Verfahren gemäß der Erfindung beim Nähen illustriert;

14 eine Ansicht ähnlich 13, die eine Stufe des Aufbringens eines Auswerferdruckmechanismus nach dem Erzeugen der Naht in einem erfindungsgemäßen Verfahren illustriert.

1 zeigt schematisch eine Überwendlichmaschine gemäß der Erfindung, die ein Gehäuse 1 umfasst, das einen geeigneten Mechanismus trägt, und eine Platte 2 zur Aufnahme des Nähobjekts 3, das in dem illustrierten Beispiel ein Gewebestück ist. Die Aufnahmeplatte 2 ist wenigstens im Wesentlichen horizontal und flach.

Die Maschine bildet im Wesentlichen eine Nähstation 4, die mit Nähmitteln 5 versehen ist, die wenigstens eine Nadel 5a zum Ein- und Durchstechen durch wenigstens eine Materialdicke des Nähobjekts 3 umfasst. Eine Überwendlichmaschine beinhaltet herkömmlicherweise auch obere und untere Maschenbildungshaken (nicht dargestellt), die es ermöglichen, dass Fadenmaschen über und unter dem Gewebestück gebildet werden, und die es zulassen, dass Nähfadenmaschen um den Rand des Gewebestücks gelegt werden. In 1 sind nicht alle Zubehörteile und Komponenten der Überwendlichmaschine dargestellt. Insbesondere sind die Fadenspulen, die Maschenbildungshaken usw. nicht dargestellt. Darüber hinaus kann die Überwendlichmaschine in einer an sich bekannten Weise mit zahlreichen diversen Zubehörteilen ausgestattet sein, wie z.B. mit einer Klinge zum Abschneiden des Randes des Gewebeteils, mit einem oder mehreren Drückerfüßen zum Eingreifen in das Gewebestück oberhalb der Nadel 5 und zum Halten desselben, usw.

Wie aus 2 ersichtlich ist, beinhaltet die Überwendlichmaschine in der illustrierten Variante zwei Greifer 6, 7 zum Transportieren des Objekts 3, die sich unmittelbar unterhalb der Nadel 5a und allgemeiner unterhalb des Nähmittels 5 befinden. Der obere Antriebsgreifer 6 wird auf die obere Außenfläche 8 des Objekts 3 angewendet (die Fläche gegenüber der, die mit der Aufnahmeplatte 2 in Kontakt kommt). Dieser obere Antriebsgreifer 6 ist mit einem geeigneten Mechanismus assoziiert und in Bezug auf das Gehäuse 1 auf eine solche Weise montiert, dass eine wiederholte longitudinale Transportbewegung in der Nährichtung 10 ausgeführt wird, und die dann von dem Objekt 3 gelöst und auf herkömmliche, an sich bekannte Weise aufwärts zurückgeführt wird.

Der untere Antriebsgreifer 7 passiert durch wenigstens einen Schlitz 11, der in der Aufnahmeplatte 2 so ausgebildet ist, dass er mit der unteren Außenfläche 9 des Nähobjekts 3 in Kontakt kommt (die Fläche 9, die mit der Aufnahmeplatte 2 in Kontakt kommt). Auch in diesem Fall wird der untere Greifer 7 wiederholt in Längsbewegungen in Bezug auf die Nährichtung 10 von oben nach unten transportiert und dann vom Objekt 3 getrennt und dann auf sukzessive Weise nach oben zurückgeführt. Die Bewegungen der beiden Greifer 6, 7 sind vorzugsweise synchronisiert und erfolgen gleichzeitig, so dass diese beiden Greifer 6, 7 einander gegenüber bleiben und das Nähobjekt 3 und die gebildete Naht 12 zwischen sich zusammenquetschen. Die Greifer 6, 7 befinden sich unmittelbar unterhalb der Nadel 5a in Bezug auf die Nährichtung 10, die der Verschiebungsrichtung des Nähobjekts 3 auf der Nähstation 4 der Maschine entspricht.

In dem in den 1 bis 3 illustrierten Beispiel wird die Naht 12 durch einen Kantenstich gebildet, der beispielsweise drei Fäden umfasst, einschließlich einem Nadelfaden 13, der eine Stichlinie 27 über das Material und parallel zum Rand 14 des Nähobjekts 3 bildet, einem oberen Maschenfaden 15, der einem serpentinenförmigen Pfad auf der Oberseite 8 des Objekts 3 folgt und bei jedem Stich mit dem Nadelfaden 13 verknüpft wird, und einem unteren Maschenbildungsfaden 16, der einem serpentinenförmigen Pfad auf der Unterseite 9 des Nähobjekts 3 folgt, mit dem Nadelfaden 13 bei jedem Stich und auch mit dem oberen Maschenbildungsfaden 15 auf der Außenseite des Nähobjekts 3 am Rand 14 entlang verknüpft wird, um eine externe Verankerungslinie 28 dieser beiden Maschenbildungsfäden 15, 16 um den Rand 14 des Nähobjekts 3 zu bilden.

Mit einem solchen Stich werden somit benachbarte Nähfadenlitzen auf der oberen Außenfläche 8 des Nähobjekts 3 und benachbarte Nähfadenlitzen auf der unteren Außenfläche 9 des Nähobjekts 3 gebildet. Ebenso hat der Stich Zonen der Verwebung der Nähfäden 13, 15 oder 13, 16 oder 15, 16 auf der Außenseite des Nähobjekts 3.

Die in den 1 und 2 illustrierte Maschine hat zwei Laserstrahlen 17, 18, d.h. einen oberen Laserstrahl 17 und einen unteren Laserstrahl 18. Der obere Laserstrahl 17 wird von einer oberen Laserquelle 19 emittiert, die an dem Gehäuse 1 der Maschine mit einer Halterung 20 montiert ist, die mit einer transversalen Horizontalschraube 21, einem Flansch 22, der den Körper der Laserquelle 19 umgibt und durch einen Schlitz 23 in der Halterung 20 passiert und von einer Schraube 24 festgeklemmt wird, an dem Gehäuse 1 befestigt ist. Der Schlitz 23 in der Halterung 20 verläuft in einer Richtung wenigstens im Wesentlichen orthogonal zur Nährichtung 10. Somit bilden die Halterung 20, der Flansch 22 und die Schrauben 21, 24 Mittel zum Justieren der relativen Position der Auftreffstelle 25 des Laserstrahls 17 auf der Naht 12 in Bezug auf diese Naht 12. Die Schraube 21 lässt es zu, dass die Laserquelle 19 um eine transversale horizontale Achse allgemein orthogonal zur Nährichtung 10 schwenkt. Auf diese Weise kann die Position der Auftreffstelle 25 des Laserstrahls 17 longitudinal entlang der Nährichtung 10 mittels dieser Schraube 21 justiert werden. Der Schlitz 23 erlaubt eine Translationsbewegung der Laserquelle 19 und somit des Laserstrahls 17 lateral in Bezug auf die Nährichtung 10. Die Schraube 24 zum Festklemmen des Flansches lässt es auch zu, dass die Laserquelle 19, und somit der Laserstrahl 17, um eine Schwenkachse im Wesentlichen parallel zur Nährichtung 10 schwenkt, und lässt es daher zu, dass die laterale Position der Auftreffstelle 25 des Laserstrahls 17 auf der erzeugten Naht 12 justiert wird.

Gemäß der Erfindung wird die Position des Laserstrahls 17 mit Hilfe dieser Justiermittel so justiert, dass sich die Auftreffstelle 25 dieses Laserstrahls 17 auf der erzeugten Naht 12 unmittelbar unterhalb der Nadel 5a und oberhalb des oberen Antriebsgreifers 6 befindet, wie in 2 gezeigt ist. Somit erweicht die Auftreffstelle 25 des oberen Lasers 17 unmittelbar nach und unterhalb der Bildung der Naht 12 durch die Nähmittel 5 (einschließlich der Nadel 5a) den Thermoplast, der wenigstens einen der Nähfäden benachbarter Fadenlitzen bildet, die von dieser Naht resultieren. In dem in 3 gezeigten Beispiel ist ersichtlich, dass der obere Maschenbildungsfaden 15 benachbarte Litzen bildet, die sich zwischen der durch den Nadelfaden 13 gebildeten Stichlinie 27 und dem äußeren Rand 14 des Objekts 3 schlängeln. Während das Objekt 3 in die Nähstation passiert und in Nährichtung transportiert wird, wird der obere Laserstrahl 17 auf die unterschiedlichen benachbarten Litzen appliziert und erweicht den Thermoplast, der einen Teil dieses oberen Maschenbildungsfadens 15 bildet. Direkt unterhalb der Auftreffstelle 25 wird der obere Greifer 6 auf sukzessive und repetitive Weise auf die Naht 12 und somit auf den Thermoplast des oberen Maschenbildungsfadens 15 aufgebracht, durch die Auftreffstelle 25 des oberen Laserstrahls 17 erweicht. Dabei drückt der Greifer 6 auf den erweichten Thermoplast benachbarter Litzen des oberen Maschenbildungsfadens 15, was den Effekt hat, dass diese benachbarten Litzen zu zweit durch einen Thermoplastabschnitt vereinigt werden, um Verbindungsstellen 26 zu bilden, wie in 3 schematisch dargestellt ist. Der obere Antriebsgreifer 6 bildet somit einen Druckmechanismus, der auf die erweichten Thermoplastabschnitte aufgebracht wird. Dieses Aufbringen bewirkt auch ein Kühlen und Verfestigen des Thermoplasts.

Es ist zu bemerken, dass es ausreicht, wenn wenigstens einer der Nähfäden einen solchen Thermoplast auf seiner Außenseite hat, so dass er erweicht wird, wenn die Auftreffstelle 25 des Laserstrahls 17 mit diesem Thermoplast Kontakt erhält. Dazu können einfach Nähfäden aus Thermoplastmaterial oder Fäden verwendet werden, die zuvor mit einem Thermoplast verbunden wurden.

Anstatt die Auftreffstelle 25 des Laserstrahls 17 auf den geschlängelten benachbarten Litzen des oberen Maschenbildungsfadens 15 zu steuern, ist es auch möglich, diese Auftreffstelle 25 so zu steuern, dass sie auf die Stichlinie 27 des Nadelfadens 13 und somit auf die Zonen des Verwebens dieses Nadelfadens 13 mit dem oberen Maschenbildungsfaden 15 auftrifft. Es ist auch möglich, nicht nur einen einzigen oberen Laserstrahl 17, sondern zwei getrennte Laserstrahlen vorzusehen, von denen der eine eine Auftreffstelle in der Nähe der Zonen des Verwebens des Nadelfadens 13 und des oberen Maschenbildungsfadens 15 und der andere eine Auftreffstelle auf den geschlängelten benachbarten Litzen des Maschenbildungsfadens 15 hat.

Die in 1 dargestellte Maschine hat auch einen unteren Laserstrahl 18, der dem oberen Laserstrahl 17 ähnlich ist und von einer unteren Laserquelle 29 emittiert wird, die mittels einer Halterung 30, einer transversalen Horizontalschraube 31, einem Flansch 32, einem in der Halterung 30 ausgebildeten Schlitz 33 und einer Schraube 34 zum Festklemmen des Flansches 32 am Gehäuse 1 der Maschine befestigt ist, wobei diese unterschiedlichen Elemente 30 bis 34 alle den Elementen 20 bis 24 ähnlich sind, die eine Montage und Justierung der oberen Laserquelle 19 zulassen. Somit kann die Position der unteren Laserquelle 29 auch in Bezug auf das Gehäuse 1 justiert werden, um die Position der Auftreffstelle 35 des unteren Laserstrahls 18 auf der Naht 12 longitudinal in Bezug auf die Nährichtung 10 und lateral in Bezug auf diese Nährichtung 10 zu justieren.

Wie in 2 gezeigt, passiert der untere Laserstrahl 18 durch den Schlitz 11 in der Aufnahmeplatte 2 auf eine solche Weise, dass er mit der Naht 12 auf der Seite der unteren Außenfläche 9 des Nähobjekts 3 in Kontakt kommt. Der untere Laserstrahl 18 hat eine Auftreffstelle 35, die sich ebenfalls unterhalb des Nähmittels 5 - insbesondere unterhalb der Nadel 5a – und direkt oberhalb des unteren Greifers 7 befindet, der als Druckmechanismus dient und den erweichten Thermoplast unterschiedlicher benachbarter Litzen des Nähfadens vermengt und diesen Thermoplast kühlt, um ihn zur Bildung von Verbindungsstellen 36 zu erhärten. Auch hier ist es möglich, nicht nur einen einzigen unteren Laserstrahl 18, sondern mehrere benachbarte Laserstrahlen zu benutzen, um mehrere untere parallele Laserschweißstellenlinien zu bilden. Die beiden Greifer 6, 7 werden synchron bewegt und üben Druck auf die Fadenlitzen gegeneinander aus, wobei das Nähobjekt dazwischen eingeschlossen ist.

Als Thermoplast kann jedes Material verwendet werden, das ausreichend erweicht werden kann, um nach dem Kühlen eine relative Verfestigung benachbarter Nähfadenlitzen zu bilden (Litzen des Nadelfadens, mit Litzen eines Maschenbildungsfadens oder benachbarten Litzen desselben Maschenbildungsfadens verwoben, oder auch verwobene Litzen aus zwei Maschenbildungsfäden usw.). Es kann z.B. ein Polyamid oder ein Polyolefin, z.B. ein Polyethylen oder ein Polypropylen, oder ein Polyester oder ein Copolymer oder eine Mischung aus diesen Materialien verwendet werden. So kann beispielsweise wenigstens ein Nähfaden verwendet werden, der durch einen Hauptkern aus einem Aramidfaden gebildet ist, der von 30 bis 40 Gew.-% Polypropylenfasern umgeben ist.

Dieses Material kann vorteilhafterweise einen oder mehrere Additive wie z.B. Pigmente beinhalten, die den Laserstrahl absorbieren, was die Erweichung erleichtert. Es kann auch ein Nähfaden aus einem nicht thermoplastischen Material mit einem solchen Thermoplast selbst beim Nähen imprägniert werden, indem der Faden durch eine Imprägnierungsvorrichtung (ein Flüssigbad, Kontakt mit einem Puffer, einen Vorsprung usw.) des von der Maschine getragenen Fadens geleitet wird.

Jeder Laserstrahl 17, 18 kann den Thermoplast auf eine Temperatur, Arbeitstemperatur genannt, bringen, die über seiner Erweichungstemperatur liegt, aber weitaus niedriger ist als seine Schmelztemperatur, nämlich auf eine Arbeitstemperatur, die 3°C bis 15°C, insbesondere um 5°C höher als die Erweichungstemperatur und wenigstens 20°C tiefer als die Schmelztemperatur ist.

Die nachfolgende Tabelle gibt Beispiele für Arbeitstemperaturen, die für verschiedene Materialien geeignet sind.

Vorzugsweise kann ein voluminöser und/oder bauschiger Nähfaden mit Thermoplastfasern oder -litzen, möglicherweise im Gemisch mit anderen Fasern oder Litzen, die nicht aus Thermoplast bestehen, verwendet werden. In diesem Fall, und im Gegensatz zu dem, was in 3 dargestellt ist, ist die so hergestellte Schweißstelle praktisch unsichtbar, wobei der erweichte und geschmolzene Thermoplast sich mit den unterschiedlichen benachbarten Litzen nicht in der Form eines Schweißklumpens oder -punktes, sondern in der Form einer Vielzahl von Mikroverbindungsstellen der unterschiedlichen benachbarten Litzen infolge der Verwendung des Greifers 6, 7 als Druckmechanismus vermischt, die in der Praxis den erweichten Thermoplast an einer Vielzahl getrennter Punkte presst. In der Tat ist zu bemerken, dass in der Praxis die Verwendung von bauschigen Nähfäden mit einem Antriebsgreifer 6, 7 die Erzielung einer Schweißstelle erlaubt, die ein späteres Aufziehen der Naht im Wesentlichen verhindert, ohne dass diese Schweißstelle für das bloße Auge tatsächlich sichtbar ist, und ohne die Charakteristiken und die mechanischen Eigenschaften der Naht 12 und des Objekts 3 zu verändern.

Es ist auch zu bemerken, dass die Auftreffstellen 25, 35 der Laser 17, 18 sich auf der Außenseite des/der Nähfadens/-fäden befinden und den Thermoplast an der Kontaktstelle zwischen der Naht 12 und dem Nähobjekt 3 selbst nicht schmelzen. Infolgedessen wird die Naht 12 nicht auf das Objekt 3 geschweißt oder daran erhärtet. Es hindert jedoch nichts daran, die Ausrichtung der Laserstrahlen 17, 18 bei Bedarf so zu regeln, dass eine gewisse Inkrustation zwischen der Naht 12 und dem Objekt 3 entsteht. Im Allgemeinen ist eine solche Inkrustation jedoch nicht nützlich oder auch nur wünschenswert.

Wie ersichtlich ist, reicht es aus, die die Laserstrahlen 17, 18 bildenden Quellen 19, 29 in die Maschine zu integrieren, um eine äußerst effektive Verstärkung der Naht 12 zu erhalten, die sich danach nicht mehr auflöst. Diese Verstärkung stört die Herstellung der Naht 12 insbesondere in Bezug auf ihre Ausführungsgeschwindigkeit in keiner Weise. Die Naht 12 kann sogar mit Hochgeschwindigkeitsstichen unabhängig vom Nähobjekt 3 erzeugt werden, das aus einem beliebigen Material bestehen kann (Gewebe, Gestrick, Leder, Synthetikmaterial, usw.).

Die verwendeten Laserquellen 19, 29 haben vorzugsweise eine regelbare Leistung, die so gewählt wird, dass das gewünschte Erweichen des Thermoplasts erzielt wird. In der Praxis können z.B. Infrarotlaser, z.B. CO2-Infrarot-Diodenlaser mit einer Höchstleistung von 60 W, einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 940 nm, einem Laserstrahldurchmesser in der Größenordnung von 800 &mgr;m und einer niedrigen Divergenz, zum Einsatz kommen. Solche Laserquellen sind im Handel beispielsweise von der Firma COHERENT aus Santa Clara, Kalifornien, USA, unter dem eingetragenen Markennamen FAP-SYSTEM® erhältlich. Ein programmierbarer automatischer Mechanismus kann zum automatischen Regeln der Leistung jedes Laserstrahls 17, 18 insbesondere gemäß der Produktionsgeschwindigkeit der Naht 12 (Betriebsdrehzahl der Maschine) und/oder dem Material der Nähfäden und/oder der Anzahl der pro Längeneinheit erzeugten Stiche vorgesehen werden.

Die Laserquellen 19, 29 der Maschine sind natürlich mit einer geeigneten Stromversorgung verbunden. Es ist zu bemerken, dass anstatt des Montierens der Quellen 19, 29 direkt am Gehäuse 1 auf eine justierbare Weise wie oben beschrieben diese Quellen 19, 29 auch fest an einer beliebigen anderen Stelle des Gehäuses 1 der Maschine montiert und mit optischen Fasern oder ummantelten Linsen verbunden werden können, deren Enden regulierbar am Gehäuse 1 jeweils über und unter der Naht 12 montiert werden können, am Ort der in 1 gezeigten Quellen 19, 29. Wie dem auch sei, die Ausrichtung und die Position der Auftreffstellen 25, 35 der Laserstrahlen 17, 18 müssen unbedingt präzise bestimmt und justiert werden können.

4 zeigt eine weitere Ausgestaltung einer Maschine gemäß der Erfindung, die spezieller zum Herstellen eines Steppstichs gestaltet ist. Auch hier werden zwei Laserstrahlen 17, 18 bereitgestellt, nämlich ein oberer Laserstrahl 17 und ein unterer Laserstrahl 18. Die beiden Laserquellen 19, 29 werden von einer gemeinsamen Stromversorgung 40 versorgt, die mit zwei separaten Regelknöpfen 41, 42 jeweils für eine der beiden Laserquellen 19, 29 ausgestattet ist.

In der in 4 gezeigten Variante umfassen die Nähmittel 5 eine Nähnadel 5a und eine Spule 5b (in 4 nicht gezeigt). Diese Maschine beinhaltet einen unteren Antriebsgreifer 7 und zwei obere Antriebsgreifer 45, 46, nämlich einen Nadelgreifer 45 mit einem Schlitz 47, durch den die Nadel 5a passiert und der sich gleichzeitig und synchron mit der Nadel 5a parallel zur Nährichtung 10 auf und ab sowie vor und zurück bewegt. Dieser Nadelgreifer 45 wird zwischen die beiden Frontzähne des hinteren oberen Hauptantriebsgreifers 46 in der Form eines Drückerfußes eingeführt, der ebenfalls sukzessiv vor und zurück parallel zur Nährichtung 10 sowie auf und ab zum Transportieren des Nähobjekts 3 bewegt wird. Ein solcher Mechanismus mit zwei oberen Antriebsgreifern 45, 46, einschließlich einem Nadelgreifer 45, ist an sich bekannt. Die beiden Antriebsgreifer 45, 46 werden im Allgemeinen nicht synchron und mit derselben Geschwindigkeit transportiert, da der Nadelgreifer 45 den Bewegungen der Nadel 5a folgt, die am Transport des Nähobjekts 3 beteiligt ist, während der hintere obere Hauptantriebsgreifer 46 eine größere longitudinale Antriebsamplitude haben kann. Eine solche Antriebsvorrichtung erlaubt insbesondere die Herstellung eines Steppstichs mit zwei Fäden, nämlich einem Nadelfaden 37 und einem Spulenfaden 38, wobei der Letztere von einer Spule 5b zugeführt wird, die beispielsweise auf einer vertikalen Achse rotiert und mit einem Haken zum Verweben der Fäden 37, 38 bei jedem Stich ausgestattet ist.

In den in den 5, 7 und 8 gezeigten Varianten wird nur der obere Laserstrahl 17 verwendet, es wird kein unterer Laserstrahl verwendet. Die Spannung des Nadelfadens 37 wird vorzugsweise in Bezug auf die des Spulenfadens 38 erhöht, um zu bewirken, dass die Verwebungspunkte über der Oberseite 8 des Nähobjekts 3 nach außen austreten. Auf diese Weise erweicht die Auftreffstelle 25 des Lasers 17 den Thermoplast des Nadelfadens und/oder des Spulenfadens in deren Verwebungszonen.

Vorteilhafterweise wird der obere Laserstrahl 17 so positioniert, dass sich die Auftreffstelle 25 zwischen dem Nadelgreifer 45 und dem hinteren Hauptgreifer 46 befindet, d.h. unterhalb des Nadelgreifers 45 und oberhalb dieses Hauptgreifers 46. So wirkt der hintere obere Hauptgreifer 46 als Druckmechanismus (im Gegensatz zum unteren Greifer 7 und/oder der Aufnahmeplatte 2) zum Vermischen des erweichten Thermoplasts und zum Verfestigen der Litzen.

7 zeigt eine Herstellungsvariante, in der ein Steppstich mit einem unteren Antriebsgreifer 7 und einem einzigen oberen Antriebsgreifer 46 erhalten wird, der ebenfalls einen Drückerfuß bildet. In dieser Variante ist der obere Greifer 46 mit einem Schlitz 47, durch den die Nadel 5a passiert, und einem zweiten Schlitz 48 versehen, durch den der obere Laserstrahl 17 passiert.

In der in 8 gezeigten Variante wird die Nadel 5a von einem Nadelträger 54 getragen, auf dem ein nach unten verlaufender Stab 55 montiert ist, dessen unteres Ende einen Pressschuh 56 bildet. Dieser Stab 55 wird in axialen Translationsbewegungen in Bezug auf einen Träger 57 geführt, der an sich translationsstarr mit dem Nadelträger 54 ist. Eine Zugfeder 58 befindet sich zwischen dem oberen Ende 59 des Stabs 55 und dem unteren Ende 60 des Trägers 57, um den Stab 55 nach unten zurückzudrücken. Auf diese Weise bewegt sich der Pressschuh 56 in abwechselnden vertikalen Translationsbewegungen mit der Nadel 5a. An der unteren Position der Nadel 5a kommt der Pressschuh 56 mit der Naht 12 in Kontakt, mit der er von der Feder 58 an der Stelle mit Druck beaufschlagt wird, wo zwei benachbarte Litzen des Nadelfadens 37 vertikal von derselben Stichöffnung in der Oberseite 8 des Objekts 3 austreten, die von der Nadel 5a während des unmittelbar vorhergehenden Stichs gebildet wird. Der obere Laserstrahl 17 ist so ausgerichtet, dass er eine Auftreffstelle 25 bildet, insbesondere auf diesen beiden Litzen, um sie zu erweichen. Die Auftreffstelle 25 des oberen Laserstrahls 17 befindet sich geringfügig oberhalb – oder verläuft in jedem Fall nach oben – der Kontaktstelle des Pressschuhs 56 mit der Naht 12. Die Innenfläche des Pressschuhs 56 ist vorzugsweise krallen- oder bürstenförmig gerippt oder gezackt, um das erweichte Material besser zu durchdringen, ohne es abzuflachen. Der Pressschuh 56 bewirkt somit das Verschweißen dieser beiden Litzen, deren äußerer Teil erweicht ist.

Es ist zu bemerken, dass in einer nicht dargestellten Variante ein solcher Pressschuh durch ein spezifisches, gemäß den Anforderungen programmiertes Stellglied betätigt werden kann. Seine Bewegungen können dann von denen der Nähelemente 5, insbesondere des Nadelträgers 54, unabhängig gemacht werden.

In der in den 9 und 10 gezeigten Variante wird ein einziger unterer Laserstrahl 18 und kein oberer Laserstrahl 17 verwendet. Darüber hinaus repräsentiert diese Variante das Beispiel mit einem Einzelfaden-Kettenstich 49, mit einem oberen Antriebsgreifer 46, der einen Drückerfuß mit einem Schlitz 45 bildet, durch den die Nadel 5a passiert, und einem unteren Antriebsgreifer 7, oberhalb dessen der untere Laserstrahl 18 eine Auftreffstelle 35 auf benachbarten verwobenen Litzen des Nähfadens 49 bildet, der den Kettenstich bildet. Im Falle eines Kettenstichs wie in den 9 und 10 gezeigt, erfolgt die Verschweißung mit dem Thermoplast an den Verwebungsstellen der unterschiedlichen Maschen des verknüpften Nähfadens und/oder zwischen den parallelen Litzen dieser Maschen. Der untere Antriebsgreifer 7 dient als Druckmechanismus beim Treffen auf den oberen Greifer 46 und bildet Schweißstellen 26 der Fadenlitzen 49 an deren Verflechtungsstelle, wo der Thermoplast durch den Laserstrahl 18 erweicht wird. Ein doppelter Maschenbildungshaken 5c, der um eine transversale horizontale Achse rotiert, ist zur Bildung von Maschen mit dem einzelnen Nähfaden 49 vorgesehen. In 10 ist der Haken 5c nicht dargestellt.

11 zeigt eine weitere Variante, in der das Nähobjekt 3 in Nährichtung 10 nicht mit Antriebsgreifern, sondern mit einer kleinen oberen Rolle 50 und einer kleinen unteren Rolle 51 transportiert wird. Diese beiden Rollen 50, 51 werden so in Drehung versetzt, dass sie das Nähobjekt 3 in Nährichtung 10 transportieren. Die untere Rolle 51 passiert durch einen Schlitz 52 in der Aufnahmeplatte 2 und kommt mit dem Nähobjekt 3 in Kontakt. Wie in 12 gezeigt, kann die Rotationsachse der oberen Rolle 50 und/oder der unteren Rolle 51 mehr oder weniger in Bezug auf die Horizontale geneigt sein, und der Kontaktbereich dieser Rollen 50, 51 mit dem Nähobjekt 3 und mit der Naht 12 kann gerieft, gezackt oder gewellt sein oder kann eine andere unregelmäßige Kontaktfläche haben. Im Allgemeinen werden solche Antriebsrollen 50, 51 zum Vernähen von brüchigen Materialien wie Leder verwendet, die keinen Kontakt mit Greifern aushalten können, die ihre Oberfläche beeinträchtigen können. In dem in 11 gezeigten Beispiel wurden ein oberer Laserstrahl 17 und ein unterer Laserstrahl 18 direkt unterhalb der Nadel 5a vorgesehen, die sich wiederum unterhalb eines Drückerfußes 53 befindet. Es ist das Beispiel eines Kantenstichs illustriert.

Die 11 und 12 zeigen auch Luftstrahlen 70, 71, nämlich einen oberen Luftstrahl 70 aus einer oberen Düse 72, die durch ein oberes Rohr 74 mit Druckluft versorgt wird, und einen unteren Luftstrahl 71 aus einer unteren Düse 73, die durch ein unteres Rohr 75 mit Druckluft versorgt wird. Diese Luftstrahlen 70, 71 werden auf die benachbarten Fadenlitzen unmittelbar oberhalb der Druckmechanismen (Rollen 50, 51 in dieser Variante) appliziert, um die erweichten Thermoplastfasern zu dispergieren, bevor diese dem Druck von Druckmechanismen 50, 51 ausgesetzt werden, um die benachbarten Litzen zu verfestigen. Diese Luftstrahlen 70, 71 befinden sich unterhalb der Auftreffstellen des Lasers 17, 18. Sie sind sehr fein, um eine korrekte Dispersion von Fasern zu bewirken und um keinen zu starken Druckluftstrahl aufzubringen, der den Thermoplast vor seiner Wiedererstarrung kühlt. Gegebenenfalls kann die verwendete Luft erhitzt werden, damit der Thermoplast in Kontakt mit den Druckmechanismen 50, 51 weich bleibt.

Diese Luftstrahlen 70, 71 oder andere Luftstrahlen können auf der Maschine vorgesehen werden, um bestimmte Teile der Maschine zu kühlen, die sich erhitzen würden, z.B. Metallteile, die mit Laserstrahlen 17, 18 in Abwesenheit eines Nähobjekts in Kontakt kommen; und/oder um die Ausgänge von Laserquellen 19, 29 (Diodenausgänge oder Enden von optischen Fasern...) zu reinigen, durch die die Strahlen 17, 18 austreten und die vielleicht verschmutzt wurden. Solche Luftstrahlen 70, 71 sind zwar nur für die Variante der 11 und 12 dargestellt, sie können aber in allen oben und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen zum Einsatz kommen.

Die Luftstrahlen 70, 71 werden mit Luft mit einem Druck von etwa 3,105 Pa oder mehr versorgt, und die Düsen 72, 73 haben einen sehr geringen Durchmesser von etwa dem des/der Nähfadens/-fäden, der/die mit Thermoplast versehen ist/sind, oder kleiner als dieser Durchmesser. Die Düsen 72, 73 werden in unmittelbarer Nähe (so nahe wie möglich an) zu den Nähfadenlitzen 12 platziert, um die Fasern des Fadens dispergieren zu können, auf die der entsprechende Luftstrahl appliziert wird.

Der/die Druckmechanismus/-men kann/können aus verschiedenen starren Materialien hergestellt sein (Metalle, Synthetikmaterialien usw.). Vorteilhafterweise wird wenigtens für den Teil des/der Mechanismus/-men, der mit dem erweichten Thermoplast in Kontakt kommt, ein Antihaftmaterial verwendet, das beispielsweise zur Gruppe der Fluorkohlenstoffpolymere gehört, insbesondere PTFE oder TEFLON®, an dem der erweichte Thermoplast beim Nähen nicht anhaftet, so dass das Auftragen der Rückstände und die Entwicklung von schädlicher Reibung vermieden wird. Diese Lösung ist besonders für mehrfarbige Ziernähte in Relief vorteilhaft, wo auch das Vermischen von Farben vermieden wird.

Am Ende der Naht können ein oder mehrere Steppstiche (durch Umkehren der Transportrichtung des Objekts durch die Maschine) gebildet werden. Diese(r) Steppstich(e) wird/werden ebenfalls mit dem Thermoplast verfestigt, der ihre benachbarten Litzen verfestigt.

In der Variante der 13 und 14 ist die Nähstation der Maschine nicht vom Antriebstyp, d.h. das Nähobjekt 63 wird nicht über die Nähstation bewegt. In dem illustrierten Beispiel wird dieses Nähobjekt von einer Gewebedicke 63 und einem Knopf 64 gebildet, die mit an sich bekannten Knopfannähmitteln zusammengenäht werden, aber mittels eines Nähfadens 68 mit einem Thermoplast wenigstens auf der Außenseite dieses Nähfadens. Die Nähmittel umfassen im Allgemeinen eine Nadel 5a und einen Haken 5b. Die Aufnahmeplatte 2 hat einen Schlitz 65, durch den die Nadel 5a passiert. Ein unterer Laserstrahl 18 kann auf die erzeugte Naht in Richtung auf die untere Außenfläche 66 des Gewebes 63 gerichtet werden, um den Thermoplast des Nähfadens 68 beim Herstellen dieser Naht zu erweichen. Es ist zu bemerken, dass die Naht benachbarte Litzen des Nähfadens 68 bildet, die nacheinander von dem Laserstrahl 18 erweicht werden und einander beim Herstellen der Naht überlappen. Allein dadurch werden diese unterschiedlichen Litzen während des Nähens verfestigt. Darüber hinaus kann eine Auswerfervorrichtung 67 vorgesehen werden, die so beweglich ist, dass sie durch den Schlitz 65 passiert und mit dem unteren Teil der Naht nach der Beendigung derselben in Kontakt kommt. Diese Auswerfervorrichtung 67, die in Kontakt mit verschiedenen erweichten, einander benachbarten Litzen des Nähfadens 68 gebracht wird, dient als Druckmechanismus, hat eine unregelmäßige, z.B. gezackte, Kontaktfläche und bewirkt somit die Verfestigung dieser Litzen miteinander, so dass ein nachfolgendes Aufziehen verhindert wird. Somit werden selbst bei einem Reißen einer der Maschen des Nähfadens 68, die durch den Knopf gebildet wurden, die anderen Maschen weiterhin festgehalten und die Naht zieht sich nicht auf. 14 zeigt die Auswurfposition, in der die Auswerfervorrichtung 67 mit der gebildeten Naht in Kontakt kommt, wodurch die Litzen verfestigt werden. Die Fläche der Auswerfervorrichtung 67, die mit den erweichten Litzen von Nähfaden 68 in Kontakt kommt, ist nicht glatt, sondern hat im Gegenteil die Form eines Greifers, um eine Mehrzahl von Mikroschweißstellen in den Litzen des Fadens 68 zu erzeugen.

Ebenso wie in den 13 und 14 gezeigt, kann ein oberer Laserstrahl 17 die Litzen des Nähfadens über dem Knopf 64 erweichen. Der Nadelträger 54 hat auch einen Stab 55, der einen Pressschuh 56 bildet, der mit Druck mittels einer Feder 58 auf die erweichten Fadenlitzen 68 appliziert wird, um sie beim Herstellen der Naht miteinander zu verschweißen, wie in der Variante von 8. Aber auch hier kann/können die Auswerfervorrichtung 67 und/oder der Pressschuh 56 aus einem nichthaftenden Material gebildet sein.

Die erfindungsgemäße Maschine kann mit Sicherheitsmechanismen oder -vorrichtungen (nicht dargestellt) versehen sein. So kann beispielsweise eine automatische Vorrichtung den Betrieb der Laserquellen 19, 29 unterbrechen, wenn kein Nähobjekt 3 auf der Arbeitsplatte 2 liegt (dessen Anwesenheit mit einer fotoelektrischen Zelle erfasst wird) und/oder wenn der vertikal bewegliche Drückerfuß 46, 53 zum Mitführen eines Nähobjekts 3 in einer oberen Position ist. Somit wird eine Applikation von Laserstrahlen 17, 18 auf die Metallteile der Maschine vermieden. Ebenso wird vorteilhafterweise ein Gehäuse vorgesehen, das die Nähstation 4 umgibt, aus einem transparenten Material, das Laserstrahlen filtert, um den Benutzer zu schützen, indem jede parasitäre Reflexion in Richtung auf den Benutzer vermieden wird.

Die Erfindung kann Gegenstand zahlreicher anderer Ausführungsvarianten als denen sein, die oben beschrieben und in den Figuren lediglich anhand von nicht begrenzenden Beispielen dargestellt wurden. Insbesondere kann sie auf andere Stichtypen und auf Stiche mit einer anderen Fadenzahl angewendet werden. Ferner können die unterschiedlichen Varianten miteinander kombiniert werden.


Anspruch[de]
Verfahren zur Herstellung einer sich nicht auflösenden Naht (12) mit wenigstens einem verknüpften und/oder verwobenen Nähfaden und mit Stichpassagen in oder durch wenigstens eine Materialdicke eines Objekts, Nähobjekt (3) genannt, das die Naht aufnimmt, wobei diese Naht (12) wenigstens eine genähte Nähfadenfaser aufweist, die auf der Außenseite des Nähobjekts (3) neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenfaser auf der Außenseite des Nähobjekts (3) verläuft, wobei:

– die Naht (12) mit wenigstens einem einen Thermoplast aufweisenden Nähfaden (13, 15, 16, 37, 38, 49, 68) wenigstens auf der Außenseite dieses Nähfadens erzeugt wird,

– dann wenigstens ein Laserstrahl (17, 18) lokal auf die Naht (12) auf der Außenseite der wenigstens einen genähten Nähfadenfaser appliziert wird, die auf der Außenseite des Nähobjekts (3) und neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenfaser auf der Außenseite des Nähobjekts (3) verläuft,

dadurch gekennzeichnet, dass:

– jeder Laserstrahl (17, 18) die Aufgabe hat, den Thermoplast auf der Außenseite von wenigstens einer genähten Nähfadenfaser punktuell zu erweichen, die auf der Außenseite des Nähobjekts (3) und neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenfaser auf der Außenseite des Nähobjekts verläuft,

– nach der Applikation jedes Laserstrahls (17, 18) und vor der vollständigen Wiedererstarrung des erweichten Thermoplasts wenigstens ein Druckmechanismus (6, 7, 46, 50, 51, 56, 67) auf den erweichten Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenfaser, die einen solchen von diesem Laserstrahl (17, 18) behandelten Thermoplast aufweist, appliziert wird, so dass benachbarte Nähfäden ganz oder teilweise zusammen punktuell und auf der Außenseite des Nähobjekts (3) mittels des genannten Thermoplasts verfestigt werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Laserstrahl (17, 18) mit der Aufgabe, den Thermoplast zu erweichen, ohne ihn zu schmelzen, aufgebracht wird, indem er lokal bei einer Temperatur gleich oder höher als seine Erweichungstemperatur, aber niedriger als seine Schmelztemperatur aufgebracht wird. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Laserstrahl (17, 18) mit der Aufgabe, den Thermoplast lokal auf eine Temperatur von 3°C bis 15°C über der Erweichungstemperatur zu bringen, appliziert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Applikation jedes Laserstrahls (17, 18) und vor der Applikation eines Druckmechanismus (6, 7, 46, 50, 51, 56, 67) wenigstens ein Druckluftstrahl auf die Nähfadenfasern appliziert wird. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Luftstrahl mit einer Breite von etwa dem Durchmesser des feinsten Nähfadens mit dem Thermoplast oder schmäler als dieser Durchmesser verwendet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Nähfaden (13, 15, 16), der mit wenigstens einem Thermoplast ausgebildet ist, verwendet wird und dass wenigstens ein Laserstrahl (17, 18) so appliziert wird, dass wenigstens ein Teil der Dicke jeder Faser dieses Nähfadens aus von diesem Laserstrahl (17, 18) erweichtem Thermoplast über seine gesamte Länge im nicht erweichten Zustand bleibt. Verfahren nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Laserstrahl (17, 18) so appliziert wird, dass nur ein Teil der Dicke jeder Nähfadenfaser erweicht wird, auf die er appliziert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Naht (12) dadurch erzeugt wird, dass das Nähobjekt (3) über eine Nähstation (4) einer Nähmaschine geführt wird und dass bei ein und derselben Passage des Nähobjekts (3) über die Nähstation (4) wenigstens ein Laserstrahl (17, 18) nach dem Erzeugen jedes Stichs appliziert und dann wenigstens ein Druckmechanismus (6, 7, 46, 50, 51, 67) auf den erweichten Thermoplast appliziert wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass, da die Nähstation (4) Folgendes umfasst:

– Nähmittel (5), die wenigstens eine Nähnadel (5a) beinhalten,

– wenigstens ein Paar Antriebsmechanismen (2, 6, 7, 45, 46, 50, 51), zwischen denen Teile der Naht (12) und des Nähobjekts (3) zusammengedrückt und eingespannt werden und die das Nähobjekt (3) im Verlaufe des Nähens (12) in einer Richtung, Nährichtung (10) genannt, durch die Nähstation (4) treiben, wobei sich diese Antriebsmechanismen wenigstens teilweise unmittelbar unterhalb der Nähmittel (5) befinden, wenigstens ein Laserstrahl (17, 18) unmittelbar unterhalb der Nähmittel (5) auf einen Teil von wenigstens der Naht (12) appliziert wird, die von den Antriebsmechanismen eingespannt und angetrieben werden soll, und unmittelbar oberhalb von wenigstens einem Teil von Antriebsmechanismen, die beim Einspannen der Naht als Druckmechanismus/-men dienen, der/die auf den erweichten Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenfaser appliziert wird/werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Laserstrahl (17, 18) unmittelbar oberhalb eines Antriebsgreifers (6, 7, 46) der Nähstation appliziert wird, der als Druckmechanismus auf den erweichten Thermoplast dient. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5 und nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Luftstrahl unterhalb von wenigstens einem Laserstrahl (17, 18) und unmittelbar oberhalb von wenigstens einem Teil appliziert wird, der Antriebsmechanismen entspricht, die als Druckmechanismus/-men dienen. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Naht (12) mit wenigstens einem voluminösen und/oder bauschigen Nähfaden erzeugt wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Naht (12) mit verknüpften, nicht verwobenen Stichen erzeugt wird. Maschine zur Herstellung einer sich nicht auflösenden Naht (12) mit wenigstens einem verknüpften und/oder verwobenen Nähfaden und mit Stichpassagen in oder durch wenigstens eine Materialdicke eines Objekts, Nähobjekt (3) genannt, das die Naht (12) aufnimmt, die bei der Passage dieses Nähobjekts (3) über eine Nähstation (4) der Maschine erzeugt wird, die Nähmittel (5) aufweist, die wenigstens eine Nähnadel (5a) beinhalten und so gestaltet sind, dass sie wenigstens eine genähte Nähfadenfaser bilden können, die auf der Außenseite des Nähobjekts (3) neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenfaser auf der Außenseite des Nähobjekts (3) verläuft, wobei diese Maschine wenigstens eine Laserquelle (19, 29) aufweist, die wenigstens einen Laserstrahl (17, 18) auf die Außenseite von wenigstens einer Nähfadenfaser applizieren kann, die auf der Außenseite des Nähobjekts (3) neben wenigstens einer anderen Nähfadenfaser auf der Außenseite des Nähobjekts (3) verläuft, dadurch gekennzeichnet, dass:

• wenigstens eine Laserquelle (19, 29) so gestaltet ist, dass sie lokal wenigstens einen Laserstrahl (17, 18) auf die Naht applizieren kann, um den Thermoplast auf der Außenseite von wenigstens einer Nähfadenfaser, die auf der Außenseite des Nähobjekts (3) neben wenigstens einer anderen genähten Nähfadenfaser auf der Außenseite des Nähobjekts (3) verläuft, punktuell zu erweichen,

• sie wenigstens einen Druckmechanismus (6, 7, 46, 50, 51, 56, 67) umfasst, der so gestaltet ist, dass er auf den erweichten Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenfaser nach der Applikation jedes Laserstrahls (17, 18) und vor der vollständigen Wiederstarrung des erweichten Thermoplasts appliziert werden kann, um benachbarte Fasern ganz oder teilweise gemeinsam auf der Außenseite des Nähobjekts (3) mittels des genannten Thermoplasts zu verfestigen.
Maschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass jede Laserquelle eine Laserdiode mit einer Wellenlänge zwischen 780 nm und 940 nm und einer Höchstleistung von 60 W umfasst, die einen Laserstrahl von wenigstens 1 mm, insbesondere von etwa 800 &mgr;m Durchmesser bildet. Maschine nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass jede Laserquelle (19, 29) Mittel zum Regeln der Leistung des von ihr applizierten Laserstrahls (17, 18) aufweist. Maschine nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Laserquelle (19, 29) die Aufgabe hat, den Thermoplast zu erweichen, ohne ihn zu schmelzen, in dem sie sie lokal auf eine Temperatur gleich oder höher als ihre Erweichungstemperatur, aber unter ihrer Schmelztemperatur bringt. Maschine nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Laserquelle (19, 29) die Aufgabe hat, den Thermoplast lokal auf eine Temperatur von 3°C bis 15°C oberhalb der Erweichungstemperatur zu bringen. Maschine nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Düse (72, 73) aufweist, die wenigstens einen Luftstrahl bildet, der nach der Applikation jedes Laserstrahls (17, 18) und vor der Applikation eines Druckmechanismus (6, 7, 46, 50, 51, 56, 67) auf die Nähfadenfasern gerichtet wird. Maschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Düse (72, 73) aufweist, die einen Luftstrahl mit der Breite von etwa dem Durchmesser des feinsten Nähfadens mit dem Thermoplast oder schmäler als dieser Durchmesser bildet. Maschine nach einem der Ansprüche 14 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Laserquelle (19, 29) so gestaltet ist, dass sie wenigstens einen Laserstrahl (17, 18) so appliziert, dass er nur einen Teil der Dicke jeder Nähfadenfaser erweicht, auf die er appliziert wird. Maschine nach einem der Ansprüche 14 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass sie so gestaltet ist, dass sie bei ein und derselben Passage des Nähobjekts (3) über die Nähstation (4) wenigstens einen Laserstrahl (17, 18) nach dem Erzeugen jedes Stichs und dann wenigstens einen Druckmechanismus (6, 7, 46, 50, 51, 67) auf den erweichten Thermoplast applizieren kann. Maschine nach einem der Ansprüche 14 bis 22, deren Nähstation wenigstens ein Paar Antriebsmechanismen (2, 6, 7, 45, 46, 50, 51) aufweist, die so gestaltet sind, dass sie Teile der Naht (12) und des Nähobjekts (3) zwischen sich zusammendrücken und einspannen und das Nähobjekt (3) im Laufe der Erzeugung der Naht (12) in einer Richtung, Nährichtung (10) genannt, über die Nähstation (4) treiben, wobei sich diese Antriebsmechanismen wenigstens teilweise unmittelbar unterhalb der Nähmittel (5) befinden, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Laserquelle (19, 29) so gestaltet ist, dass sie wenigstens einen Laserstrahl (17, 18) unmittelbar unterhalb der Nähmittel (5) auf einen Teil von wenigstens der Naht (12) applizieren kann, die von den Antriebsmechanismen eingespannt und angetrieben werden soll, und unmittelbar oberhalb von wenigstens einem Teil der Antriebsmechanismen, die beim Einspannen der Naht (12) als Druckmechanismus/-men dienen, der/die auf den erweichten Thermoplast von wenigstens einer Nähfadenfaser appliziert wird/werden. Maschine nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Laserquelle (19, 29) so gestaltet ist, dass sie wenigstens einen Laserstrahl (17, 18) unmittelbar oberhalb eines Antriebsgreifers (6, 7, 46) der Nähstation (4) applizieren kann, der als Druckmechanismus auf den erweichten Thermoplast dient. Maschine nach Anspruch 19 oder 20 und nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens eine Düse (72, 73) umfasst, die so gestaltet ist, dass sie wenigstens einen Luftstrahl unterhalb von wenigstens einem Laserstrahl (17, 18) und unmittelbar oberhalb von wenigstens einem Teil applizieren kann, der den Antriebsmechanismen entspricht, die als Druckmechanismen dienen. Maschine nach einem der Ansprüche 14 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Laserquelle (19, 29) so gestaltet ist, dass sie wenigstens einen Laserstrahl (17, 18) auf einen Teil der Naht appliziert, die nicht mit der Aufnahmeplatte (2) in Kontakt kommt. Maschine nach einem der Ansprüche 14 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sie so gestaltet ist, dass sie die Naht (12) mit einem verknüpften, nicht verwobenen Stich erzeugt. Maschine nach einem der Ansprüche 14 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (20 bis 24; 30 bis 34) zum Regeln der Position der Auftreffstelle (25, 35) von wenigstens einem Laserstrahl (17, 18) in Bezug auf die erzeugte Naht (12) umfasst. Maschine nach den Ansprüchen 23 und 28, dadurch gekennzeichnet, dass sie Mittel (22, 23, 24; 32, 33, 34) zum Regeln der Auftreffstelle (25, 35) von wenigstens einem Laserstrahl (17, 18) in einer Richtung umfasst, die zu der Nährichtung (20) und zum Laserstrahl (17, 18) orthogonal ist. Maschine nach einem der Ansprüche 14 bis 29, dadurch gekennzeichnet, dass sie wenigstens einen Druckmechanismus (6, 7, 46, 50, 51, 56, 67) umfasst, von dem wenigstens ein Teil, der mit dem genannten Thermoplast in Kontakt kommt, aus einem nichtklebenden Material ist.






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