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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
JP H04-89 283 U 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
JP H04-89 283 U 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 verhindern. Eine Nähmaschinennadel, die das Aufdrehen des Nähfadens selbst verhindern könnte, ist bisher nicht Stand der Technik.
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Die
DE 603 18 664 T2 bezieht sich auf eine Nähmaschinennadel, bei der die Möglichkeit, Maschenauslassungen oder Stofffadenbrüche zu verursachen, ungeachtet davon, ob Hochgeschwindigkeits- und Multifunktionsnähmaschinen sowie diversifizierte Materialen verwendet werden, verringert ist.
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Die
DE 24 40 306 A1 betrifft eine Nadel zum Durchdringen eines Werkstücks und zum Anbringen eines fadenförmigen Materials, mit einem mit einer Spitze versehenen länglichen Schaft. Mit einer Nadel nach der Erfindung kann man ein Werkstück durchdringen und danach eine Schleife von der Nadel abziehen. Diese wird aus dem Werkstück herausgezogen und nochmals durch das Werkstück und durch die zuvor herausgezogene Schleife hindurchgeführt, so dass auf diese Weise vorgegebene Stichmuster gebildet werden können.
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Die
DE 28 34 738 A1 betrifft Nadeln und/oder Schleifenbildungselemente des Typs, wie sie normalerweise in Maschinen Verwendung finden, die gewöhnlich Tuftingmaschinen genannt werden, die sich aber auch für andere Maschinen, beispielsweise Nähmaschinen, Heftmaschinen, Kettelmaschinen und dergleichen verwenden lassen.
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Die Offenlegungsschrift der japanischen Patentanmeldung
JP S49- 82 444 A bezieht sich auf die Nadel einer Nähmaschine. Eine Einzelfadenschlingennaht wird durch eine der Nadeln mit zwei Nadelfäden gebildet, und der Fadenring wird gebildet, indem der Fadenring durch die Einzelfadenringnaht auf der unteren Oberfläche des Stoffes durch den anderen Nadelfaden geführt wird. Hierzu offenbart die
JP S49-82 444 A eine Nähmaschinennadel mit einer Fadenrille, die einen geneigten Teil aufweist, der zwei Nadelöhre als Nadel verbindet.
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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, nur 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, wobei eine Tiefe der langen Rille in dem schrägen Abschnitt flacher ausgebildet ist als die lange Rille an einem oberen Ende des Schafts.
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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. 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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Figurenliste
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- 1A und 1B sind Zeichnungen zur Erläuterung des Erfindungsprinzips, wobei 1A eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Vorgangs des Aufdrehens eines Nähfadens bei einer herkömmlichen Nähmaschinennadel und 1B eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Prinzips der Verhinderung des Aufdrehens eines Nähfadens durch eine erfindungsgemäße Nähmaschinennadel ist.
- 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Nähmaschinennadel und ist eine vergrößerte Vorderansicht eines Nadelöhrs und seiner Umgebung.
- 3A bis 3E sind Querschnittsbilder des Schafts der Nähmaschinennadel auf den Linien 3A-3A bis 3E-3E von 2, und
- 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.
