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Verfahren zur Herstellung von Nähmaschinennadeln.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Nähmaschinennadeln
aus Draht mit Hilfe von Pressgesenken.
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Bei der Herstellung von Nähmaschinennadeln ist es allgemein bekannt,
dass die beste Methode, um einen Nadel-Rohling mit einer Rille zu versehen, diejenige
ist, die Rille mit Hilfe von Pressgesenken auszubilden und nicht in zahlreichen,
mühevollen Arbeitsschritten mit Hilfe von Fräswerkzeugen. Die Ausbildung der Rille
mit Pressgesenken ist mit Schwierigkeiten verbunden, wenn der Querschnitt des Nadel-Rohlinge
rund ist.
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Daher wurde versucht,den Teil des Nadel-Rohlings, der mit der Rille
zu versehen ist, abzuflachen und sodann in den abgellach ten Teil die Rille einzudrücken,
und das Gebilde durch Wärmebehandlung in eine runde Nadel, als Endprodukt, umzuarbeiten.
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Dieses bekannte für die Herstellung von Nadeln als am besten geeignet
angesehene Prägeverfahren hat jedoch den Nachteil, dass in dem Fall, dass ein aus
Ober- und Unterteil bestehendes Pressgesenk, wobei beide Gesenkteile mit halbkreisförmigen
Gravuren versehen sind, den Querschnitt des Nadel-Rohlings umformt, ein Teil des
Nadel-Rohlings aus dem Spalt zwischen den beiden nosh nicht geschlossenen Gesenkteilen
herausgedrückt wird. Dadurch bildet sich an der Aussenfläche des Schaftteils ein
Grat aus, sodass die beiden Gesenkteile nicht schliessen können.
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Daher sind tie Gesenkteile unter Berücksichtigung der Gratbildung
anzufertigen und es ist erforderlich, den Grat abzuschleifen oder abzufräsen. Demgemäss
hat das bekannte Prägeverfahren Unannehmlichkeiten zur Folge, die denen des Verfahrens
mit Fräswerkzeugen fast gleichwertig sind. Besonders in dem Fall, bei welchem ein
Teil des Nadel-Rohlings flach gedrückt wird, um die Rille leichter einprägen zu
können, tritt die Gratbildung deutlich in Erscheinung. Weiterhin fallen die Erhebungen
zu beiden Seiten der Riil';zu'gering aus und der Teil des Nadel-Rohlings, der mit
den Gesenkoberflächen in Berührung kommt, wird ungleichmässigO Daher macht es Schwieflgkeiten,
wirklich runde Nadeln und-Produkte von hoher Qualität zu erhalten. Zusätzlich neigen
diese Nadel-Rohlinge dazu sich während der Wärmebehandlung zu verziehen. Dies verursacht
Störungen, durch welche die anschliessende Bearbeitung zum Fertigprodukt erschwert
wird. Ausserdem erfordert das bekannte Verfahren eine erhöhte Anzahl von Arbeitsgängen
und Tage bis zur Fertigstellung der Produkte. Dies -äussert sich-in einem unzulänglichen
Produktionssystem sowie hohen Arbeitskosten, was das wiederum die Kosten pro Stück
erhöht und das Verfahren unwirtschaftlich machte Die vorliegende Erfindung zielt
darauf ab, nicht nur auf einfache Weise diese Nachteile des bekannten Verfahrens
zu eliminieren, sondern auch die Anzahl der Arbeitsgänge zu reduzieren. Darüber
hinaus ist es Aufgabe der Erfindung, im Vergleich mit dem bekannten Verfahren, welches
Tage bis zur Fertigstellung der Produkte erfordert und wenig wirkungsvoll ist, eine
erhebliche Steigerung der leistungsfähigkeit und Produktivität bei der Herstellung
von Nadeln zu erreichen.
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Eine andere Aufgabe der Erfindung ist es, wirklich runde Nadeln herzustellen,
in dem auf erfinderische Weise von der Umformung Gebrauch gemacht wird, welche der
Nadel-Rohling beim Pressen erfährt. Die Erfindung liefert daher wirksame und rationelle
mit tel zur Erreichung höchster Qualität und Gleichmässigkeit der Produkte
Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist esXein einfaches unageeig netes Mittel darzulegen,
um die Herstellung von Pressgesenken zu vereinfachen und die Bearbeitungskosten
zu reduzieren, um dadurch die Gesamtproduktionskosten und die Kosten pro Stück zu
senken.
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Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
wirksame, wirtschaftliche und industriell anwendbare Verfahrensweise zur Herstellung
von Nadeln darzulegen.
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Gemäss der Erfindung können die zuvor erwähnten technischen Aufgaben
gelöst werden durch ein neuartiges und fortschrittliches Herstellungsverfahren für
Nadeln, bei welchem ein Nadel-Rohling zunächst gestreckt wird, um einen im Durchmesser
reduzierten Teil zu erhalten, und dann der Nadel-Rohling mit Hilfe eines Gesenkes,
dessen Hälften jeweils eine halbkreisförmige Gravur aufweisen, durch Pressen umgeformt
wird und dadurch eine mit einer Rille versehene Nähmaschinennadel hergestellt wird.
Dieses Herstellungsverfahren ist gekennzeichnet durch die VerfahrenSschritte Strecken
eines Nadelschaftes auf einen bestimmten, die Ausdehnung des Nadel-Rohlings während
des Pressumformens berücksichtigenden Querschnittsflächenwert, Umformen des gestreckten
Nadelschaftes in Pressrichtung der Gesenkteile, um dadurch einen Nadel-Rohling von
etwa langlochförmigem Querschnitt zu erhalten, Anordnen des etwa langlochförmigen
Querschnitts des Nadel-Rohlings zwischen den Gesenkteilen, wobei die längere Achse
des etwa langlochförmigen Querschnitts mit der Pressrichtung der Gesenkteile, die
mit Vorsprüngen zum Prägen von Rillen im Nadel-Rohling versehen sind, zudammenfällt
und akessumformen des Nadel-Rohlings in den Gesenkteilen zu einem Nadelkörper der
mit Rillen versehen ist.
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Gemäss eines anderen Merkmals der Erfindung wird ein neuartiges und
fortschrittliches Verfahren zur Herstellung von Nähmaschinennadeln dargelegt bestehend
aus den Verfahrensschritten Walzen eines kontinuierlich zugeführten Drahtes auf
einen im Durchmesser reduzierten Nadel-Rohling von vorbestimmter Querschnittsfläche,
Pressumformen des liadel-Rohlings in einen Nadel-Rohling
von etwa
langlochförmigen Querschnitt, Anordnen des Nadel-Rohlings zwischen den Gesenkteilen,
wobei die längere Achse der Querschnittsfläche des Nadel-Rohlings mit der Pressrichtung
zusammenfällt, Schliessender Gesenkteile, wodurch eine Reihe von Rollen im Nadel-Rohling
ausgebildet werden, die weder in Richtung oder in anderer Richtung zu der Bewegungsrichtung
des kontinuierlich in das Gesenk eingeführten Nadelrohlings angeordnet sind, Durchstossen
eines Nadelöhrs in der Rille, wobei der Nadel-Rohling aus dem Gesenk zurückgezogen
ist, und schliesslich Trennen des ununterbrochenen Nabel-Rohlings in einzelne Nadeln0
Die Anwendung der Erfindung ermöglicht es, auf einfache Weise Unzulänglichkeiten
und Unwirtschaftlichkeit, die Nachteile des bekannten Nadelherstellungsverfahrens,
bei der Herstellung von Nadeln zu beheben. Gleichzeitig bewahrt die Erfindung vor
Fabrikationsstörungen, bringt eine Vereinfachung der Arbeitsgänge und führt eine
merkliche Steigerung der Produktivität herbei. Die Erfindung gewährt die einfache
Herstellung von runden Nähmaschinennadeln, in dem erfindungsgemäss der Nadel-Rohling
durch Pressen umgeformt wird, und die Fertigung von Produkten von höchster Qualität
und Gleichmässigkeit.
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Das Verfahren gemäss der Erfindung ist für die lvIassenproduktion
geeignet, da das unproduktive Schleifen und Polieren eliminiert ist. Da Nähmaschinennadeln,
in dem man sich vorteilhafter Weise der Umformung von liadel~Rohlingen bedient,
ohne Fräswerkzeuge hergestellte werden können, wird die Anwendung dieses Verfahrens
den Verkaufswert des Produktes steigern und die Herstellungskosten senken. Die Erfindung
ermöglicht ferner die Automation und Rationalisierung jedes notwendigen Arbeitsganges,
wenn ein langer Draht in regelmässiger Folge zugeführt wird, und garan tiert eine
betriebssichere Herstellungsweise und stets gleichmässige Qualität der Produkte.
Auf dem Gebiet der Produktionserleichterungen bietet die Erfindung weiterhin die
Möglichkeit einer leichten Anordnung und Anfertigung der erforderlichen Ausrüstung,
eine vereinfachte Einstellung eines jeden Verfahrensgang und eine ferngesteuerte
Betriebsweise durch vollständige Automation und damit eine höchsXrirtschaftliche
Herstellung von Nähma schinennadeln.
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Gemäss der Erfindung können mit Rillen versehene Nähmaschinennadeln
ausschliesslich durch Pressumformungen in einem Gesenk hergestellt werden, ohne
dassBräswerkzeuge zum Ausbilden einer Rille im Nadel-Rohling verwendet werden. Ferner
ist es erfindungsgemäss ausgeschlossen, dass sich beim Schließen der Gesenkteile
ein Grat an dem Nadel-Rohling ausbildet und'dass während des Pressumformens im Gesenk
die Umlagerung des Nadelmaterials stellenweise unregelmässig erfolgt, sodass also
gerillte Nadeln von wirklich runder Form zuverlässig hergestellt werden können.
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Die anliegenden Zeichnungen zeigen ein bevorzugtes Ausführungs beispiel.
der Erfindung.
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Fig. 1 zeigt Vorderansicht und Unteransicht eines mit einer Umformvorrichtung
bearbeiteten Nadel-Rohlings.
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Fig. 2 zeigt Vorderansicht und Seitenansicht eines Nadel-Rohlings,
der einen abgeflachten Teil, eine Bezugsfläche, aufweist.
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Fig. 3 zeigt Vorderansicht und Unteransicht eines Nadel-Rohlings nach
einer Vorbehandlung.« Fig. 3 zeigt den unteren Teil der Fig. 3 in vergrössertem
Massstab.
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Fig. 4 zeigt in vergrössertem Massstab einen Schnitt der Fig. 3 gemäss
der Linie A-A.
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Fig. 4' zeigt in vergrössertem Masstab einen Schnitt der Fig. 3 gemäss
der Linie A-A'.
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Fig. 5 zeigt in vergrössertem Masstab Vorderansicht und Seitenansicht
eines Nadel-Rohlings nach dem Pressumformen.
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Fig. 6a, 6b und 6c zeigen in vergrössertem Masstab die Schnitte der
Fig. 5 gemäss den Linien B-B, C-O und D-D.
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Fig. 7 bis 10 zeigen Schnittansichten eines Nadel-Rohlings bei verschiedenen
aufeinanderfolgenden Umformstadien.
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Die Erfindung wird anhand eines in den Zeichnungen dargelegten Ausffihrungsbeispiels
erläutert.
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Ein Nadel-Rohling aus dickem Stahldraht 1 wird an einem Teil in einer
Umformvorrithtung (rotary swaging machine) bearbeitet, um einen im Durchmesser reduzierten
Teil 2 auszubilden. Dann wird an dem reduzierten Teil 2 eine Bezugsfläche 3 ausgepresst,
um eine bestimmte Radial-Richtung (eine Fläche senkrecht zur Nadelachse) im Querschnitt
des Nadel-Rohlings festzulegen. Danach werden gegenüberliegende Seiten des Nadelschaftes
durch Walzen oder Pressen bearbeitet, um durch Materialumlagerung dem Nadel-Rotling
einen etwa langlochförmigen Querschnitt zu geben, wobei die Konturen des Nadel-RohLings
im wesentlichen mit denen des Endproduktes übereinstimmen. In diesem Fall wird empfohlen,
die gewalzten Flächen 4 und 4' im rechten Winkel zur Bezugsfläche des Nadel-Rohlings
anzuordnen. Der Nadel-Rohling,der an seinem durch Walz-en ausgebildeten, langlochförmigen
Querschnitt nach aussen gewölbte Seiten 6 und 6' aufweist, wird so zwischen zwei
Pressgesenkhälften ausgerichtet, dass die nach aussen gewölbten Teile 6 und 6' in
Pressrichtung weisend zwischen dem Obergesenk 10 und dem Untergesenk 11 angeordnet
sind. Sodann werden mit Hilfe von an den Gesenken befindlichen eine Fläche 7,eine
lange Rille 8 und eine Rille 9 in dem Nadel-Rohling durch Pressen oder Prägen-angebracht.
Es ist wichtig, dass dieser von den Pressgesenkteilen durchgeführte Formvorgang
in derselben Richtung wie bei der Bezugsfläche 3 und im rechten Winkel zu der Bearbeitungsrichtung
der gewalzten (side-rolled) Flächen 4 und 4' erfolgt. Nach diesem Pressvorgang wird
der Na del-Rohling, um das Oehr auszubilden,durchstossen und dann weiteren fur Nähmaschinennadeln
erforderlichen Verfahrensschritten und Behandlungen einschlBsslich Polieren und
Trennen der fertigen Produkte unterworfen.
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Es ist sinnvoll, folgende Betrachtung hinsichtlich des Nadel-Rohlings
1 und seiner Bearbeitung anzustellen. Beispielsweise sollte der Durchmesser festgelegt
werden ausgehend von der Querschnittsfläche des Fertigproduktes, wobei man diese
aus dem Querschnitt in der Mitte der langen Rille 8 erhält. Die Querschnittsfläche
des Nadelöh X sollte etwas kleiner gemacht werden als die der langen Rille, auch
sollte die Materialverteilung so vorgegeben sein, dass ein Teil des Nadel-Rohlings
beim seitlichen
Pressen trom Schaftteil des Nadel-Rohlings nach
aussen gewölbt werden kann. Es ist günstig, wenn während des seitlichen Pressvorgangs
die nach aussen gewölbten Teile 6 und 6' des Nadelschafts 2 im wesentlichen genau
so wie beim Schaft der fertiggestellten Nadel ausgeführt werden (in diesem Falle,
sollte die Querschnittsfläche nach dem Walzen (side-rolling), wobei sie diesem Arbeitsgang
entsprechende Endabmessungen aufweist, gleich der r-~uerschnittsfläche der Nadel
ausgebildet werden) und wenn der -*uerschnitt des Kolbenteils in ähnlicher Weise
festgelegt wird. Zu bemerken ist, dass die Dimensionen der tuerscheittsfläche wie
beschrieben festgelegt werden sollten, wobei die Ausdehnung des Materials während
des Pressumformens im Gesenk auch in Abhängigkeit von der Qualität des Materials
in Betracht gezogen wird. Beispielsweise sollte die Ausdehnung in Richtung der Achse
^ beim Walzen im Bereich von 1,5 bis 3,0 % vorzugsweise bei 2,2 °S liegen, wenn
ein günstiges Umlagern des Nadelmaterials (Kohlenstoffstahl, mit 0,9 bis 1,Kohlenstoff)
beim Ausbilden der Rille erreicht werden soll. So kann der Durchmesser des zu behandelnden
Nadel-Rohlings durch Errechnen der Querschnittsfläche festgelegt werden, indem zu
der Querschnittsfläche der Nadel die Ausdehnungszugabe, die etwa im Bereich von
1,5 bis 3,0 % oder vorzugsweise bei 2,2 % liegen sollte, hinzugezählt xvird und
der so erhaltene Wert in den liadeldurchmesser umgerechnet wird. Hinsichtlich der
Festlegung des Drahtdurchmessers für das Bearbeiten in der Umformvorrichtung ( rotary
swaging machine) wird geraten, dass bei Abschluss dieses Bearbeitungsgangs ein etwas
grösserer tuerschnittsflächenwert vorliegen sollte, da die zuvor erwähnte Querschnittsfläche
des Nadel-Rohlings beim Walzen schmaler wird (Abnahme der Quer schnittsfläche?,
als vergleichsweise die Querschnittsfläche nach Abschluss des Verfahrens. Zum Beispiel
sollte die Querschnittsfläche etwa 1,01 bis 1,10 oder vorzugsweise 1,022 mal grösser
sein als die des Endprodukts. Die &u-erschnittsfläche des Kolbenteils sollte
etwa erhöht werden, jedoch sollte dann das Ausmass der Erhöhung kleiner sein als
das zuvor genannte. Auf jeden Fall sind notwendiger Weise dieselben Betrachtungen
anzustellen, um einen optimalen v ert zu erhalten, in dem wie im früheren Fall die
Ausdehnungszugabe errechnet und zu der ')uerschnittsfläche
hinzugezählt
wird.
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In den Figuren bezeichnen 14 einen Vorsprung im Gesenk für die Ausbildung
der Rille, 15 und 15 die gegenüberliegenden Erhebungen der Rille und 16 das Nadelöhr.
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Da der über das Ende der langen Rille hinausreichende Teil abgetrennt
wird, können, um den Nadel-Rohling während des Pressvor umforinganges zu halten,
Ansätze vorgesehen werden. Daraus folgend kann, obgleich das Walzen normalerweise
entlang der Rille ausgeübt wird, eine solche Vorbehandlung über der Länge der Rille
ausgeführt werden.
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Da ferner der Nadelöhrteil 16 des Nadel-Rohlings einem aussergewöhnlich
hohen Pressdruck unterworfen wird, ist es empfehlenswert, ein Paar von seitlich
herausragenden Ansätzen 17 und 17 an dem NadeXöhrteil auszubilden, um den Arbeitsgang
zu erleichteren. Diese Ansätze tragen nicht nur zum leichten Handhaben bei, sondern
bieten auch den Vorteil, dass keine Notwendigkeit besteht, die Rillen, nämlich die
lange Rille 8 und die rückwärtige Rille 9, allzu tief auszuführen. Des weiteren
können die Ansätze auch zur Festlegung der Stelle, an welcher das Nadelöhr durchgestossen
werden soll, verwendet werden. Die Ansätze 17 und 17' werden während des Durchstossens
des Nadelöhr abgetrennt und die Oberfläche um das NadelöhS iurch Schleifen oder
andere Bearbeitungsverfahren geglättet.
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In dem Falle, dass die Nadel-Rohlinge kontinuierlich aus Drahtmaterial
gefertigt werden1 kann die kontinuierliche Bertigung der Nadel-Rohlinge entweder
stets in einer oder in wechselnder Richtung erfolgen. Die kontinuierliche, automatische
Herstellung von Nadel-Rohlingen kann unter Verwendung von runden Drähten oder von
Drähten anderen Querschnitts durchgeführt werden. Es ist günstig, die Querschnittsfläche
des Schaftteils des Nadel-Rohlings fär den Kolbenteil des Nadel-Rohlings auszuwählen
und einen Draht mit einem Durchmesser, der die Ausdehnungszugabe enthält, zu verwenden.
Im Falle von runden Drähten ist die Ausbildung der beiden Kanten der Fläche 7 sehr
oft unvollständig.
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Daher ist es empfehlenswert, diese Kanten durch Walzen auszubilden,
indem die Walzenbehandlung auf diesen Teil ausgedehnt wird, um Spezifikationen von
Nadeln ZU ermögli cheno