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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Nähmaschinennadel,
welche das Aufdrehen des Nähfadens beim Nähen
verhindern kann.
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2. Stand der Technik
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Eines
der Ärgernisse beim Nähen ist Ärger mit
einem abgetrennten oder einem aufgeriebenen Nähfaden. Bekanntlich
tritt diese Art Störung bei einem großen Gleitwiderstand
zwischen Nähfaden und Stoff, Nähfaden und Nadel
oder Nähfaden und Nähmaschinenfadenführung
auf. Auch bei der Stichbildung mit einer Nähmaschine ist
das Aufdrehen (Aufgehen oder Verdrehen) des Nähfadens aufgrund
der Lagebeziehung zwischen der Nadelspitze und dem Nähfaden,
der am vorhergehenden Stich hängt, einer der Hauptgründe
der genannten Störung. Wenn sich der Nähfaden
aufdreht, teilt er sich gerne auf, was dazu führt, dass
er dann vom Umlaufgreifer bei der Schlingenbildung nicht einwandfrei
gegriffen werden kann und abgetrennt wird.
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Die
Offenlegungsschrift der
japanischen
Gebrauchtmusteranmeldung 4-89283 zeigt eine Nähmaschinennadel,
bei der das Öhr in einem vorgegebenen Winkel gegenüber
einer senkrechten Achse geneigt ist, die senkrecht zu einer Einkerbung
oder Hohlkehle parallel zur Drehrichtung eines Umlaufgreifers der
Nähmaschine ist, so dass eine Schlaufe, die wegen eines
aufgedrehten Nähfadens schräg liegt, dem Umlaufgreifer
im rechten Winkel gegenüberliegt und dieser die Schlaufe
zuverlässig fassen kann.
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Die
in der Offenlegungsschrift der
japanischen
Gebrauchsmusteranmeldung 4-89283 dargestellte Nähmaschinennadel
wurde ausgehend von der Annahme entwickelt, dass die Schlaufe wegen
eines aufgedrehten Fadens schräg liegt, und ist nicht darauf
abgestellt, das Aufdrehen des Nähfadens selbst zu verhin dern.
Eine Nähmaschinennadel, die das Aufdrehen des Nähfadens
selbst verhindern könnte, ist bisher nicht Stand der Technik.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Nähmaschinennadel
zur Verfügung zu stellen, die schon das Aufdrehen des Nähfadens
beim Nähen verhindern kann, indem eine lange Rille vorgesehen
ist, die den Nähfaden zum Nadelöhr führt.
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Der
Erfinder hat verschiedene Versuche und Forschungen angestellt, um
schon das Aufdrehen des Nähfadens beim Nähen zu
verhindern. Der Erfinder hat im Ergebnis herausgefunden, dass eine
Nähmaschinennadel, die die nachstehende Ausgestaltung hat,
schon das Aufdrehen des Nähfadens wirksam verhindern kann,
was beim Stand der Technik nur schwer zu erreichen war.
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Die
erfindungsgemäße Nähmaschinennadel hat
einen Schaft mit einer Nadelspitze am distalen Ende, die auf der
Mittelachse der Nadel liegt, ein Nadelöhr, das in der Nähe
der Nadelspitze ausgebildet ist, und eine lange Rille in der Vorderseite
des Schafts, die vom oberen Ende des Schafts bis zum Nadelöhr
so ausgebildet ist, dass der Nähfaden zum Nadelöhr
geführt wird, wobei die lange Rille einen Hauptabschnitt
hat, der sich vom oberen Teil des Schafts bis in die Nähe
des Nadelöhrs parallel zur Mittelachse der Nadel erstreckt,
und einen geneigten bzw. schrägen Abschnitt hat, der gegenüber
der Mittelachse der Nadel in einem Winkel geneigt ist, der im wesentlichen
gleich dem Neigungswinkel eines Schlags des Nähfadens ist,
und das untere Ende des Hauptabschnitts der langen Rille und das
Nadelöhr so miteinander verbindet.
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Im
folgenden werden der Mechanismus für das Aufdrehen eines
Nähfadens und das Prinzip der Verhinderung des Aufdrehens
eines Nähfadens durch die erfindungsgemäße
Nähmaschinennadel, wie sie durch die Versuche und Forschungsarbeiten des
Erfinders ermittelt wurden, erläutert.
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Bezugnehmend
auf 1A wird zunächst der Mechanismus für
das Aufdrehen eines Nähfadens bei einer herkömmlichen
Nähmaschinennadel erläutert. 1A ist
eine vergrößerte schematische Ansicht der Umgebung
des Nadelöhrs einer herkömmlichen Nähmaschinennadel,
wobei der Schaft mit Bezugszeichen 1, eine vordere oder
lange Rille mit Bezugszeichen 2, das Nadelöhr
mit Bezugszeichen 3, der Nähfaden mit dem Buchstaben
T, die Mittelachse der Nadel mit Z-Z, das Verdrillungsmuster bzw.
der Schlag von mehreren Fäden, welche den Nähfaden
T bilden, mit dem Buchstaben m, der Neigungswinkel des Schlags m
mit dem Buchstaben θ und die Andruckkraft, die an der Kante 3a des
oberen Endes des Nadelöhrs 3 auf den Nähfaden
T wirkt, mit dem Buchstaben F bezeichnet sind.
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Wie
in 1A gezeigt, sind bei der herkömmlichen
Nähmaschinennadel die lange Rille 2 und das Nadelöhr 3 parallel
zur Mittelachse Z-Z der Nadel ausgerichtet und vertikal angeordnet.
Wenn bei dieser Lagebeziehung eine senkrecht nach oben gerichtete
Andruckkraft F auf den Nähfaden T wirkt, der beim Nähen
durch das Nadelöhr 3 eingeführt ist, wirkt
die Andruckkraft F auf den Schlag m des Nähfadens T, wobei
die Kraft den Schlag unter dem Winkel θ schneidet. Dabei
wurde erkannt, dass eine Komponente der Andruckkraft F, die auf
den Schlag m im rechten Winkel wirkt, beträchtlich groß wird
und dass die Andruckkraft die Garne, die den Nähfaden T bilden,
lockert, wodurch sich dieser aufdreht.
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Auf
der Grundlage der oben beschriebenen Feststellungen stellte der
Erfinder daher weitere Versuche und Forschungsarbeiten an und fand
als Ergebnis, dass das Aufdrehen des Nähfadens von einer
Nähmaschinennadel verhindert werden kann, die eine Konstruktion
mit einer langen Rille, die wie eine Kurbel geformt ist, aufweist,
wie in 1B gezeigt. Genauer gesagt,
ist bei der erfindungsgemäßen Nähmaschinennadel,
deren Prinzip in 1B dargestellt ist, der Teil
der langen Rille 2, der mit dem Nadelöhr 3 verbunden
ist, unmittelbar vor dem Nadelöhr 3 in einem Winkel α gegenüber
der Mittelachse Z-Z der Nadel geneigt, der im wesentlichen dem Neigungswinkel θ des
Schlags m des Nähfadens T entspricht, und dient als schräger
Abschnitt 4, wobei der Hauptabschnitt der langen Rille 2,
der sich parallel zur Mittelachse Z-Z der Nadel erstreckt, und das
Nadelöhr 3 über den schrägen
Abschnitt 4 miteinander verbunden sind. Bei den üblicherweise
verwendeten Fäden beträgt der Neigungswinkel θ des
Schlags m des Nähfadens T etwa 10 bis 45 Grad. Deshalb
ist der schräge Abschnitt 4 ebenfalls um etwa
10 bis 45 Grad gegenüber der Mittelachse Z-Z der Nadel
geneigt.
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Wenn
die Nähmaschinennadel die obige Konstruktion aufweist,
wird der Nähfaden T, der entlang des Hauptabschnitts der
langen Rille 2 geführt wird, der sich parallel
zur Mittelachse Z-Z der Nadel erstreckt, am schrägen Abschnitt 4 um
den Winkel α gekrümmt bzw. abgelenkt; infolgedessen
ist die Richtung des Schlags m des Nähfadens T am Nadelöhr 3 in
etwa parallel zur Mittelachse Z-Z der Nadel. Weil die Richtung des
Schlags m des Nähfadens T und die Richtung der Andruckkraft
F parallel zueinander sind, wird also die Komponente der Andruckkraft,
die im rechten Winkel auf den Schlag m wirkt, etwa 0 oder ziemlich
klein. Dadurch werden die Garne, die den Nähfaden T bilden,
durch die Andruckkraft nicht gelockert, so dass ein Aufdrehen des
Nähfadens T verhindert wird.
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Der
Rillenbodenteil des schrägen Abschnitts 4 sollte
einen konkaven bogenförmigen Querschnitt haben, dessen
Größe im wesentlichen dem Außendurchmesser
des Nähfadens T entspricht. Bei einer solchen Rillenform
kann der entlang des Hauptabschnitts der langen Rille 2 geführte
Nähfaden T stabil von dem schrägen Abschnitt 4 gehalten
und zum Nadelöhr 3 geführt werden. Damit
können der Fadenweg stabilisiert und die Aufdrehverhinderung
weiter verbessert werden.
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Außerdem
ist es wünschenswert, dass das Nadelöhr 3 eine
Weite hat, die zur oberen Endkante 3a des Nadelöhrs
hin, das mit dem schrägen Abschnitt 4 der langen
Rille 2 verbunden ist, schmäler wird und glatt
mit dem schrägen Abschnitt 4 verbunden ist. Folglich
können der Nähfaden T glatt und widerstandslos
in das Nadelöhr 3 eingeführt und die
an der Kante 3a am oberen Ende des Nadelöhrs 3 erzeugte
Andruckkraft F weiter reduziert werden.
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Außerdem
sollte die Rillenbreite W der langen Rille 2 einen Mittelwert
zwischen dem Durchmesser des Fadens T, wenn letzterer durch die
Zugkraft einer Nähmaschine gedehnt wird, und dem Fadendurchmesser
in Abwesenheit einer Zugkraft aufweisen. Bei einer herkömmlichen
Nähmaschinennadel, wie sie in 1A dargestellt
ist, ist die Rillenbreite W der langen Rille 2 größer
als der Durchmesser des Nähfadens T in Abwesenheit einer
Zugkraft. Deshalb kann sich der Nähfaden T in der langen
Rille 2 frei bewegen, und wenn seine Zugspannung beim Nähen
nachlässt, wird er manchmal durch seine Trägheit
auf das Nadelöhr zubewegt, und zwar zu weit beim Weiternähen,
wodurch das Aufdrehen gefördert wird. Wenn die Rillenbreite
wie bei der vorliegenden Erfindung gewählt wird, liegt
der Nähfaden T an der Innenwand der langen Rille 2 an,
auch wenn keine Zugkraft wirkt, so dass stets ein Reibungswiderstand
zwischen Faden und Rille gegeben ist. Wenn also die Zugspannung
des Nähfadens nachlässt, wird er anders als beim
Stand der Technik durch seine Trägheit nicht weiter als
nötig in Richtung Nadelöhr bewegt, und eine durch übermäßigen
Weitertransport bedingte Begünstigung des Aufdrehens des
Nähfadens kann verhindert werden.
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Erfindungsgemäß ist
der Teil der langen Rille, der mit dem Nadelöhr verbunden
ist, unmittelbar vor dem Nadelöhr in einem Winkel gegenüber
der Mittelachse der Nadel abgelenkt, der im wesentlichen dem Neigungswinkel
des Schlags des Nähfadens entspricht, und dient als schräger
Teil, und der Hauptteil der langen Rille und das Nadelöhr
sind über den schrägen Teil miteinander verbunden.
Dadurch werden die Garne, die den Nähfaden bilden, durch die
Andruckkraft, die vom Nadelöhr auf sie wirken, nicht gelockert,
so dass ein Aufdrehen des Nähfadens verhindert werden kann.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist
der Rillenbodenabschnitt des schrägen Teils so geformt,
dass er einen Querschnitt in Form eines konkaven Bogens hat, dessen
Größe im wesentlichen dem Außendurchmesser
des Nähfadens entspricht. Dadurch kann der Nähfaden,
der entlang des Hauptteils der langen Rille parallel zur Mittelachse
der Nadel geführt wird, von dem schrägen Abschnitt
gleichmäßig gehalten und zum Nadelöhr
geführt werden. Dadurch wird der Fadenweg stabilisiert
und kann der Fadenaufdrehverhinderungseffekt weiter verbessert werden.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung verschmälert
sich die Öffnung des Nadelöhrs zum oberen Ende
des Öhrs hin, das mit dem schrägen Abschnitt verbunden
ist, und sind das Nadelöhr und der schräge Abschnitt
glatt miteinander verbunden. Dadurch kann der Nähfaden
widerstandslos glatt in das Nadelöhr geführt werden.
Damit können die Andruckkraft, die auf den Nähfaden wirkt,
weiter reduziert und ein weiterer Aufdrehverhinderungseffekt erzielt
werden.
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Bei
einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist
die Rillenbreite des Hauptabschnitts der langen Rille auf eine Zwischengröße
zwischen dem Fadendurchmesser bei Dehnung des Fadens durch die Zugkraft
der Nähmaschine und dem Fadendurchmesser in Abwesenheit
einer Zugkraft festgelegt. Wenn die Zugspannung des Nähfadens nachlässt,
wird er daher durch seine Trägheit nicht weiter als nötig
zum Nadelöhr bewegt, so dass ein durch übermäßiges
Weiterbewegen bedingtes Aufdrehen des Nähfadens nicht begünstigt
wird.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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1A und 1B sind
Zeichnungen zur Erläuterung des Erfindungsprinzips, wobei
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1A eine
schematische Darstellung zur Erläuterung des Vorgangs des
Aufdrehens eines Nähfadens bei einer herkömmlichen
Nähmaschinennadel und
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1B eine
schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der
Verhinderung des Aufdrehens eines Nähfadens durch eine
erfindungsgemäße Nähmaschinennadel ist.
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2 zeigt
ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Nähmaschinennadel und ist eine vergrößerte
Vorderansicht eines Nadelöhrs und seiner Umgebung.
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3A bis 3E sind
Querschnittsbilder des Schafts der Nähmaschinennadel auf
den Linien 3A-3A bis 3E-3E von 2, und
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4 ist
eine schematische vergrößerte Ansicht, die den
Teil des Nadelöhrs der Nähmaschinennadel von 2 in
Eindringrichtung des Nadelöhrs zeigt.
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Ausführliche Beschreibung
der Erfindung
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Nachstehend
wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme
auf die Zeichnungen beschrieben.
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Ein
Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Nähmaschinennadel ist in 2 bis 4 dargestellt.
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Gemäß 2 hat
die Nähmaschinennadel einen Schaft 1, der der
Hauptkörper der Nähmaschinennadel ist und eine
Nadelspitze 5 an seinem distalen Ende auf der Mittelachse
Z-Z hat, und ein Nadelöhr 3, das von vorn nach
hinten durch den Schaft 1 reicht, ist an einer Stelle oberhalb
der Nadelspitze 5 in einem vorgegebenen Abstand zu dieser
ausgebildet. Außerdem ist auf der Vorderseite des Schafts 1 in
dessen Längsrichtung bis zum Nadelöhr 3 eine lange
Rille 2 mit einem rechteckigen Querschnitt zum Führen
des Nähfadens zum Nadelöhr 3 ausgebildet. Auf
der Rückseite des Schafts 1, welche die um 180 Grad
versetzt gegenüberliegende Seite der langen Rille 2 ist,
ist oberhalb des Nadelöhrs 3 eine Hohlkehle 6 ausgebildet
(siehe 3B bis 3D). Die
vorstehend beschriebene Konstruktion der Nadel entspricht in etwa
der Konstruktion einer herkömmlichen Nähmaschinennadel.
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Erfindungsgemäß ist
bei einer Nähmaschinennadel mit einer ähnlichen
Konstruktion wie die vorstehend beschriebene herkömmliche
der Teil der langen Rille 2 unmittelbar vor dem Nadelöhr 3,
wobei die lange Rille 2 mit dem Nadelöhr 3 verbunden
ist, in einem Winkel α, der im wesentlichen dem Neigungswinkel θ eines
Schlags m des Nähfadens T entspricht, gegenüber
der Mittelachse Z-Z geneigt, um den schrägen Abschnitt 4 zu
bilden, wobei das untere Ende des Hauptteils der langen Rille 2,
die sich parallel zur Mittelachse Z-Z der Nadel erstreckt, über den
schrägen Abschnitt 4 mit dem Nadelöhr 3 verbunden
ist.
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Der
schräge Abschnitt 4 ist eine Rille mit einem Bodenabschnitt,
der dieselbe Größe wie der Außendurchmesser
des Nähfadens T und einen konkaven bogenförmigen
Querschnitt hat, wie in 3D gezeigt.
Bei dem Bodenabschnitt Rille mit dem konkaven bogenförmigen
Querschnitt hat der schräge Abschnitt 4 nicht
nur den konkaven bogenförmigen Querschnitt, sondern die
Form des Bodenabschnitts der Rille sollte auch einen allmählichen Übergang vom
Hauptteil der langen Rille 2, die parallel zur Mittelachse
Z-Z der Nadel verläuft, haben, wie in 3B und 3C gezeigt,
und die Querschnittsform sollte einen allmählichen Übergang
zu einem konkaven bogenförmigen Querschnitt zum schrägen
Abschnitt 4 hin haben. Wie in 3E gezeigt,
ist das Nadelöhr 3 so ausgebildet, dass sich seine
Durchführrichtung in radialer Richtung des Schafts 1 an
einer Position befindet, die in einem Winkel von etwa 15 Grad gegenüber
der Mittelachse Z-Z der Nadel von der Symmetrieebene des Hauptabschnitts
der langen Rille 2 weggerichtet ist.
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Die
Breite W des Hauptteils der langen Rille 2 mit rechteckigem
Querschnitt ist so festgelegt, dass sie zwischen dem (kleinen) Durchmesser
eines Nähfadens T, der durch die Zugkraft einer Nähmaschine gedehnt
wird, und dem (großen) Durchmesser eines nicht gedehnten
Nähfadens liegt. Wie in 4 gezeigt,
sollte die Weite des Nadelöhrs 3 zwischen den parallelen
Seitenkanten in der Mitte des Nadelöhrs 3 groß sein,
während sie zur oberen Endkante 3a des Nadelöhrs 3 hin,
das mit dem schrägen Abschnitt 4 verbunden ist,
schmäler werden und glatt mit dem schrägen Abschnitt
verbunden sein sollte.
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Wenn
eine Nähmaschinennadel so konstruiert ist wie das obige
Ausführungsbeispiel, kann das Aufdrehen des Nähfadens
T in der bei der Prinzipdarstellung von 1B erläuterten
Weise verhindert werden.
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Es
sei darauf hingewiesen, dass das Prinzip und das Ausführungsbeispiel,
die vorstehend beschrieben wurden, sich auf ein Beispiel beziehen,
bei dem der verwendete Nähfaden T ein linksverdrehter Faden
(Z-Drehung) ist. Bei einem rechtsverdrehten Faden (S-Drehung) hat
der schräge Abschnitt 4 eine dem beschriebenen
Beispiel entgegengesetzte Neigung, weil die Verdrehungsrichtung
des Fadens derjenigen des linksverdrehten Fadens entgegengesetzt ist.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 4-89283 [0003, 0004]