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Nadel für Strickmaschinen
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Die Erfindung betrifft eine Nadel für Strickmaschinen, mit einem
Nadelfuß und einem stoßdämpfenden Bereich zwischen Nadelfuß und Nadelkopf.
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Bei dem Bemühen, die Leistung der Strickmaschinen durch eine höhere
Betriebsgeschwindigkeit der Maschinen zu verbessern, tritt das Problem der Nadelbrüche,
insbesondere der Brüche der Nadelhaken, in den Vordergrund. Es ist seit langem bekannt,
daß
mit zunehmender Betriebsgeschwindigkeit der Maschinen, insbesondere
der Rundstrickmaschinen, Hakenbrüche der Zungennadeln stark zunehmen, was zu einer
Laufmaschenbildung in der Strickware ftihrt.
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Es sind bereits zahlreiche Maßnahmen getroffen oder vorgeschlagen
worden, um diesen Mangel zu beheben oder zu mildern. Um eine schonende Bewegung
der Nadeln zu erzielen, ist zunächst versucht worden, die Schlösser so auszubilden,
daß stoßartige Belastungen der Nadelfüße nach Möglichkeit gemildert werden. Lösungsversuche
in dieser Richtung haben sich Jedoch als zu teuer und nicht wirkungsvoll genug erwiesen,
Man hat auch andererseits versucht, durch eine besondere Ausbildung der Nadeln die
Gefahr der Hakenbrüche und der Nadelfußbrüche zu beseitigen. Dabei konnten bezüglich
der Nadelfußbrüche weitgehend Erfolge schon dadurch erzielt werden, daß die Nadelfüße
größer und damit entsprechend stabiler dimensioniert wurden Bei den Nadelköpfen
mit den Nadelhaken besteht Jedoch kein großer Dimensionierungsspielraum. Hier ist
in erster Linie versucht worden, den Nadelschaft durch Aussparungen so stark wie
möglich zu erleichtern oder durch Abwinkelungen des Schaftes eine stoßdämpfende
Wirkung zu erzielen.
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Bei den bisherigen Bemühungen zur Vermeidung von Hakenbrüchen von
Zungennadeln ist man in erster Linie der Theorie gefolgt, daß beim Auftreffen des
Nadelfußes auf die Begrenzungswände der Schloßbahn, insbesondere an Richtungsänderungsstellen
der Schloßbahn, Schwingungen der Nadeln ausgelöst werden, welche sich besonders
stark am freien Kopfende der Nadel auswirken, Auf diese Weise versuchte man auch
das Phänomen zu erklären, daß bevorzugt Hakenbrüche bei Nadeln auftreten, die zur
Bruchzeit nicht am Strickvorgang teilnehmen, also zu diesem Zeitpunkt keine Masche
halten und keinem besonderen Fadenzug ausgesetzt sind. Die Maßnahmen gingen in erster
Linie dahin, der Nadel eine Form zu geben, die geeignet ist, den Sigenresonanzbereich
der Nadeln in höhere Frequenzbereiche zu verschieben und die Masse der Nadel zu
verringern (z.3. DT-OS 2 123 971, 2 330 474)o Auch ist versucht worden, eine Schwingungsdämpfung
durch Änderungen der mechanischen Struktur des Nadelschaftes durch eine teilweise
Glühbehandlung oder durch Einkerben des Nadelschaftes zu erreichen (DT-AS 1 635
837). Es ist auch versucht worden, eine Schwingungsbildung am Nadelfuß zu dämpfen
und den Nadelfuß ganz oder teilweise aus einem stoßdämpfenden Werkstoff herzustellen
(DT-PS 2 029 440),
Mit einer solchen Konstruktion wird Jedoch die
Stabilität des auf Biegung und auch auf Torsion hoch beanspruchten Nadelfußes so
stark geschwächt, daß die Funktionssicherheit der Nadel verlorengeht.
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Auch eine Konstruktion nach der DT-OS 2 304 727, gemäß welcher der
Nadelfuß mit einem besonderen Belag versehen wird, der durch Eigenschaft und/oder
Anordnung eine Schwingungsdämpfung bewirken soll, hat sich in die Praxis nicht einftihren
können, da die Belastungsverhältnisse am Nadefluß so komplex sind, daß hiervon keine
wirkungsvolle Dämpfungswirkung ausgehen kann, der Belag sehr hohen mechanischen
Belastungen ausgesetzt ist und außerdem die genaue Führung und Steuerung der Nadeln
beeinträchtigt wird.
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Eingehende Untersuchungen haben überdies gezeigt, daß die Bakenbrüche
der Nadeln nicht die Folge von Schwingungen der Nadeln innerhalb oder außerhalb
des Eigenresonanzbereichs der Nadeln sind, da die in den Nadeln auftretenden Schwingungen
weitgehend durch die Anlage oder das Entlanggleiten der Nadeln an den Wänden der
Ftihrungsschlitze der Nadelbetten gedämpft werden0 Vielmehr bestätigte sich die
Erkenntnis, daß die Hakenbrüche infolge der vorhandenen Masseträgheit der Nadeln
durch die
auftretenden hohen Beschleunigungen der Nadeln während
ihres Steuervorganges verursacht werden.
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Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnis liegt der Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Nadel für Strickmaschinen so auszubilden, daß abrupte Bes chleunigungsänderungen
am bruchgefährdeten Nadelkopf verhindert werden.
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Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Nadel der eingangs
beschriebenen Art dadurch gelöst, daß der dämpfende Bereich durch mindestens ein
beschleunigungsherabsetzende 5 Zwischenglied aus einem elastisch nachgiebigen Material
gebildet ist, über welches ein gesonderter, den Nadelkopf tragender Teil der Nadel
mit dem den Nadelfuß aufweisenden übrigen Teil oder den übrigen Teilen der Nadel
gekoppelt ist, und daß das Zwischenglied so angeordnet ist, daß es beim Betrieb
der Nadel mindestens nahezu ausschließlich in der Verschieberichtung der Nadel beansprucht
ist. Dabei ist es zweckmäßig, das be schleunigungsherabsetzende Zwischenglied oder
die Zwischenglieder vom Nadelfuß und den Ansatzstellen des Nadelfußes am Nadelschaft
entfernt anzuordnen.
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Durch die Zwischenglieder wird erreicht, daß sich die Geschwindigkeitsaufnahme
des Nadelkopfes gegenüber der Geschwindigkeitsaufnahme des Nadelfußes über einen
längeren Zeitraum erstreckt. Damit ist die Beschleunigung am Nadelkopf geringer
als am Nadelfuß0 Eine dabei auftretende kurzzeitig höhere Geschwindigkeit des Nadelkopfes
stört nicht. Wichtig sind allein die weichen Übergänge auf niedrigere Geschwindigkeiten.
Dieses Ziel läßt sich durch die Zwischenglieder nur erreichen, wenn die Zwischenglieder
ausschließlich in einer bevorzugten Richtung, nämlich in der Verstellrichtung der
Nadeln beansprucht werden und in dieser Verschieberichtung auch eine vollständige
Pufferzone zwischen dem den Nadelfuß tragenden Teil und dem den Nadelkopf tragenden
Teil einer Maschinennadel bilden. Eine Anordnung der Zwischenglieder unmittelbar
am Nadelfuß kann die erwünschte Wirkung wegen der dort auftretenden mehrfachgeriehteten
Belastung der Zwischenglieder und der durch diese mehrfachgerichtete Belastung zwangsläufig
verbundenen Verminderung der Stabilität der Nadel in ihrem wichtigen Steuerbereich
nicht erbringen.
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Die mit Zwischengliedern versehenen Nadeln können eine unterschiedliche
Gesamtgestaltung mit einer entsprechend
angepaßten Formgebung der
Zwischenglieder aufweisen.
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Beispielsweise können ihr den Nadelkopf tragender Teil und ihr den
Nadelfuß tragender Teil in Richtung der Tiefe der Nadelführungsschlitze eines Nadelbettes
hintereinander angeordnet sein und durch mindestens einen Vorsprung des einen Teils,
der unter Zwischenlage von beschleunigungsherabsetzenden Zwischengliedern in eine
passend bemessene Ausnehmung des anderen Teiles formschlüssig, z.B. schwalbenschwanzartig,
ragt, miteinander gekoppelt sein. Der den Nadelkopf tragende Teil und der den Nadelfuß
tragende Teil der Nadel können aber auch über mindestens einen gesonderten Brückenteil
Jeweils unter Zwischenlage von be schleunigungsherabsetzenden Zwischengliedern miteinander
gekoppelt sein. In Jedem Falle muß gewährleistet sein, daß auf allen Verbindungsseiten
der Koppelstelle, die nicht in der Verschieberichtung verlaufen, beschleunigungsherabsetzende
Zwischenglieder oder Teile dieser Zwischenglieder angeordnet sind.
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Die der Erfindung zugrundeliegenden theoretischen Überlegungen und
mehrere Ausführungsbeispiele des Erfindungsge genstande s werden nachfolgend anhand
der beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.
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Im einzelnen zeigen: Fig. 1 eine stark vergrößerte Profildarstellung
eines Nadelkopfes; Fig. 2 eine stark schematisierte Darstellung eines Nadelschlosses
mit unter 450 ansteigenden Schloßbahn-Führungskanten und in die Schloßbahn ragenden
Nadelfüßen; Fig. 3 eine gegenüber Fig. 2 vergrößerte Teildarstellung einer schrägen
Schloßteilkante mit einem auftreffenden Nadelfuß (Bereich III in Fig0 2); Fig0 4
eine stark vergrößerte Teilprofildarstellung eines Nadelfußes mit der in Berührung
mit dem Schloßteil konenden abgerundeten Fffhrungskante; Fig0 5-8 und 10-13 acht
verschiedene Ausführungsformen von erfindungsgemäß ausgebildeten Nadeln für Strickmaschinen;
Fig.
9 einen gegenüber Fig0 8 stark vergrößerten Nadelquerschnitt entlang der Linie IX-IX
in Fig. 8; Fig. 14 ein Diagramm über den Verlauf der Vertikalgeschwindigkeit des
Nadelfußes über den Verschiebeweg der Nadel nach dem Auftreffen auf ein Schloßteil
gemäß Fig. 3; Fig0 15 ein Diagramm des Verlaufs der Vertikalgeschwindigkeit des
den Nadelkopf tragenden Teiles einer erfindungsgemäß ausgebildeten Nadel über den
Verstellweg der Nadel nach dem Auftreffen des Nadelfußes auf ein Schloßteil gemäß
Fig. 30 Fig. 1 zeigt den Haken 10 des Nadelkopfes 11 einer Strickmaschinennadel.
Mit einer Bruchlinie 12 ist die Stelle angedeutet, an welcher die Haken 10 abzubrechen
pflege. Mit S ist der Schwerpunkt des Abbruchteils des Hakens 10 bezeichnet, und
der im Punkt S ansetzende
Vektorpfeil 13 zeigt die Richtung der
einen Hakenbruch verursachenden Beschleunigungskraft G P = m b b g . b (1) Mit b
= maximale Beschleunigung m = Masse des Hakens 10 G - Gewicht des Hakens 10 g =
Erdbeschleunigung Der Kraftvektor 13 hat die Verschieberichtung der Nadeln0 Die
Kraft P verursacht an der Bruchstelle 12 ein Biegemoment.
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Md = P o r wobei r der mittlere Abstand der Bruchlinie 12 vom Schwerpunkt
S ist.
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Die Angaben gelten für einen freien Nadelhaken 10.
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Im Betrieb der Nadeln kommt zu dieser Wechselbiegebelastung, verursacht
allein durch die hin- und hergehende Bewegung der Nadel, eine zusätzliche Zugbelastung
durch einen gehaltenen Faden bei der Bewegung in der einen Richtung der Nadel.
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Fig. 2 zeigt schematisch ein nur aus dreieckigen Schloßteilen 14 gebildetes
Nadelschloß einfachster Bauart, das eine zick-zack-förmige Führungsbahn 15 für die
Füße 16 der Stricknadeln bildet. Die einzelnen Abschnitte der Schloßbahn 15 verlaufen
Jeweils unter einem Winkel von 450 zur Horizontalen oder Vertikalen.
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Die Nadelfuß 16 durchlaufen die Schloßbahn 15 in Richtung des eingetragenen
Pfeiles 17. Bei Jedem Übergang vom einen Schloßbahnabschnitt in den anderen Abschnitt,
beispielsweise von einem ansteigenden Schloßbahnabschnitt auf einen absteigenden
Schloßbahnabschnitt, treffen die Nadelfuß 16 mit der Umlaufgeschwindigkeit des Nadelbettes
oder der Verschiebegeschwindigkeit eines Maschinenschlittens auf die unter 450 ansteigende
Flanke eines Schloßteiles 14, wie dies in Fig. 3 in vergrößertem Maßstab dargestellt
ist. Fig. 3 zeigt den in Fig. 2 mit der Ziffer III bezeichneten ausschnitt, Der
Nadelfuß trifft also mit einer bestimmten Horizontalgeschwindigkeit auf das Schloßteil
14, und wird durch das Schloßteil 14 von einer Vertikalgeschwindigkeit vyert = O
auf eine Vertikalgeschwindigkeit bestimmter Größe beschleunigt0 Theoretisch erfolgt
die Beschleunigung in Vertikalrichtung schlagartig und mUßte dadurch zur Zerstörung
der Nadel (Nadelfußbruch) führen. Daß dies praktisch
nicht der
Fall ist, liegt daran, daß sich die aufeinandertreffenden Materialien elastisch
verformen und dabei eine Beschleunigungsherabsetzung eintritt.
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Die elastische Verformung der Materialien ist in Fig. 3 durch eine
Einbuchtung 17 der Steuerkante des Schloßteiles 14 angedeutet. Die sogenannte Abplattungslänge
#1, die hierbei auftritt, ist ebenfalls in Fig0 3 angedeutet. Fig. 4 zeigt die mit
dem Radius R abgerundete Kante 18 des Nadelfußes 16, mit welcher der Nadelfuß 16
auf die Steuerkante des Schloßteiles 14 auftrifft, Für die längenänderung infolge
Abplattung eines Stahlzylinders beim Druck gegen eine Stahlplatte gilt folgende
Gleichung:
wobei: #1 = Längenänderung in m P = Aufprallkraft in kp 1 = Zylinderlänge in mm
=A Nadelfuße ingriffslänge in Schloßbahn d = Zylinderdurchmesser in mm # 2x Berührungsradius
R der gerundeten Nadelfußkante 18
Diese Gleichung kann hier angewandt
werden, da die abgerundete Kante 18 des Nadelfußes 16 als Teil eines Stahlzylinders
betrachtet werden kann, wahrend die beim gewählten Ausführungsbeispiel unter 450
ansteigende Steuerfläche des Schloßteiles 14 eine ebene Stahlplatte bildet, Für
die hier ausschließlich interessierende Vertikalbeschleunigung, also die Beschleunigung
in der Verschieberichtung der Nadel, die in Fig. 1 durch den Vektorpfeil 13 und
in Fig. 2 durch einen Doppelpfeil 19 angedeutet ist, gilt #vvert bvert = (3) #t
Mit dt = Beschleunigungszeit vvert = Verschiebegeschwindigkeit der Nadel.
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Bei der Abplattung eines Stahlzylinders beim Druck gegen eine Stahlplatte
gilt außerdem: #t = (4) vhor Mit vhor = Umfangsgeschwindigkeit des Nadelbettes bei
einer Rundstrickmaschine Mit dieser Umfangsgeschwindigkeit trifft der Nadelfuß 16
auf die Steuerkante des Schloßteiles 14 auf 0
Für eine Nadel, die
entlang einer Steuerkante eines Schloßteiles unter einem Winkel von 45° verschoben
wird gilt: vvert = vhor also mit (4) aus (3): v hor v vert b = = (5) #1 #1 damit
wird aus (1): v2 P = G/g # (1a) #1 Durch eine Kombination der Gleichung (1a) mit
der Gleichung (2) ergibt sicht
Kennt man die Abplattungslänge #1, läßt sich aus Gleichung (5) die an der Nadel
auftretende Beschleunigung errechnen. In Wirklichkeit tritt hier jedoch keine konstante
Beschleunigung auf, sondern der Beschleunigungswert ändert sich, wie nachfolgend
noch in Verbindung mit Fig. 15 erläutert wird. Dabei tritt eine die Durchschnittsbeschleunigung
nach Gleichung (5) wesentlich
übersteigende maximale Beschleunigung
auf, die sich nach der Formel: v2 vert b = k # (7) 1 errechnen läßt.
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k ist ein empirisch ermittelbarer Vervielfachungsfaktor, beispielsweise
16 Berücksichtigt man die vorstehend genannten Beziehungen, zeigt sich, daß viele
der bisher vorgeschlagenen Maßnahmen zur Verminderung der Nadelhakenbruchgefahr
nutzlos waren. Vor allem überraschen die hohen Beschleunigungswerte, denen die Nadeln
ausgesetzt sind.
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Bei einer Zylindernadel mit vollem Schaft für eine Feinheit 18E, mit
einer Gesamtlänge von 120 mm, mit einem Nadelgewicht G = 1,18 o 10 3 kp, einer Fußeingriffslänge
1 r 2 mm und einem Radius R an der Auftreffkante 18 des Nadelfußes 16 von R = 10
mm d = 20 mm ergibt sich bei einer Umlaufgeschwindigkeit des Nadelbettes vhor =
vvert = 1,25 m/sec eine Abplattungslänge a 1 = 4 @ 10-6 m und eine mittlere Beschleunigung
nach Gleichung (5) von b = 0,39 . 106 m/æec2
Die mittlere Beschleunigung
beträgt also bereits den 40000-fachen Wert der Erdbeschleunigung g.
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Dabei liegt die Maximalbeschleunigung gemäß Gleichung (7), die sich
aus experimentellen Versuchen ergibt, noch beispielsweise um den Faktor 16 höher,
also bei b = 6,25 ° 106 m/sec2 Die im Schwerpunkt S des Nadelhakens (Fig. 1) angreifende
Beschleunigungskraft hat beim gewählten Ausführungsbeispiel bei einem Hakengewicht
von G = 1,75 # 10-6 kp den Wert nach Gleichung (1): P = 1,11 kp Wird nun die Masse
der Nadel beispielsweise durch eine VerkUrzung der Nadel vermindert, was bei vielen
früheren Vorschlägen zur Beseitigung der Hakenbruchgefahr vorgeschlagen wird, so
ergibt sich folgendes: Es soll eine Gewichtsverminderung von ca. 30 % auf G = 0,83
# 10-3 kp angenommen werden. Alle anderen Daten sollen gleichbleiben. Es ergibt
sich dann: #1 = 3,35 # 10-6 m v2hor bmax = 16 # = 7,46 # 106 m/sec2 #1 P = Gg .
b = 1,33 kp
Die am Nadelhaken wirkende Beschleunigungskraft ist
also um 0,2 kp höher als bei der um ein Drittel schwereren Nadel0 Die auf den Nadelfuß
einwirkenden Kräfte liegen in der Größenordnung von 600 - 700 kp. Bei diesen hohen
Kräften müssen Manipulationen am Nadelfuß unweigerlich zum Bruch dieser Füße führen.
Bei diesen Kräften wirken auch abgerundete Kanten der Nadelfuß wie Messer auf eine
Kunststoffumhüllun& oder dergleichen.
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Ein vollatändig aus Kunststoff hergestellter Nadelfuß würde den am
Fuß einer Nadel auftretenden hohen Biege- und Scherkräften nicht standhalten.
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Demgegenüber erlauben Zwischenglieder aus einem elastisch nachgiebigen
Material wie sie bei den in den Fig. 5-13 dargestellten unterschiedlichen Strickmaschinennadeln
Anwendung finden, eine sehr gute Beschleunigungsherabsetzung des bruchgefährdeten
Nadelhakens, wie dies aus den Diagrammen der Fig. 14 und 15 hervorgeht, die nachfolgend
noch erläutert werden.
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Die in Fig0 5 dargestellte Nadel 20 ist in einen den Nadelkopf 11
mit dem Nadelhaken 10 tragenden
Teil 21 und in einen den Steuerfuß
16 tragenden Schaftteil 22 unterteilt. Die beiden Teile 21 und 22 sind durch einen
in eine entsprechende Ausnehmung 23 des Teiles 21 eingreifenden Kupplungskopf 24
des Teiles 22 formschlüssig miteinander verbunden, wobei über die gesamte Verbindungsstelle
ein Omega-förmiges Zwischenglied 25 aus elastisch verformbarem Material die beiden
Teile 21 und 22 voneinander trennt.
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Die in Fig. 6 dargestellte Nadel 30 weist einen Schaftteil 31 auf,
an dessen Ende der Nadelhaken 10 ausgebildet ist und der in seinem mittleren Bereich
einen Ausschnitt aufweist, in welchen ein Sinsatzteil 32 formschlüssig eingefügt
ist, das den Nadelfuß 16 trägt. Zwischen dem oberen und dem unteren Ende des Einsatzteiles
32 ist Jeweils ein Zwischenglied 33 und 34 aus elastisch nachgiebigem Material als
in Längsverschieberichtung der Nadel 30 wirksamer Puffer eingefugt Das Einsatzteil
32 liegt nur entlang von Begrenzungslinien am Schaftteil 31 der Nadel 30 unmittelbar
an, die in iängsverschieberichtung der Nadel verlaufen.
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Die in Fig. 7 dargestellte Nadel 40 weist einen am einen Ende den
Nadelhaken 10 tragenden Schaftteil 41 auf, dem ein besonderer und drei einzelne
Steuerfüße 42, 43 und 44 aufweisender Nadelteil 45 vorgesetzt ist. Der Schafttteil
41 und der Nadelteil 45 liegen also in Richtung der Tiefe der NadelfUhrungsschlitze
eines Nadelbettes hintereinander0 Die Kopplung der beiden Teile 41 und 45 erfolgt
mittels zweier Vorsprünge 46 und 47 des Schaftteiles 41, die in entsprechend bemessene
Ausnehmungen des Nadelteiles 45 eingreifen, wobei jeweils an beiden Enden der VorsprUnge
46 und 47 elastisch nachgiebige Zwischenglieder 47 zwischen die Vorsprünge 46, 47
und den Nadelteil 45 eingesetzt sind0 Der Nadelteil 45 liegt also am Schaftteil
41 nur entlang von Begrenzungslinien an, beispielsweise entlang der BerUhrungskante
49, die in der längsverschieberichtung der Nadel 40 verlaufen.
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Die in den Fig. 8 und 9 dargestellte Nadel 50 weist einen ähnlichen
Grundaufbau wie die Nadel 40 auf, doch ist bei dieser Nadel der den Nadelhaken 10
tragende Schaftteil 51 mit dem die mehreren Nadelfüße 52 tragenden Nadelteil 53
nur mittels eines einzigen Vorsprunges 54 gekoppelt, der eine schwalbenschwanzfdrxige,
formschlüssige Verbindung zwischen den
beiden Teilen schafft. Auch
hier sind an beiden Enden des Vorsprunges 54 Zwischenglieder 55 aus elastisch nachgiebigem
Material eingesetzt. Eine zusätzliche Sicherung der Ausrichtung der beiden miteinander
gekuppelten Teile 51 und 53 erfolgt durch vorspringende Nasen 56 des Schaftteiles
51, welche in längsschlitze 57 eingreifen, die an den beiden Enden des Nadelteiles
53 ausgebildet sind und am besten aus der vergrößerten Schnittdarstellung der Fig.
9 ersichtlich sind. Auch hier wieder eine unmittelbare Anlage des Nadelteiles 53
am Schaftteil 51 ausschließlich entlang von in LangBverschieberichtung der Nadel
50 verlaufenden Flächen.
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Fig0 10 zeigt eine Nadel 60, bei welcher die Verbindung des den Nadelhaken
10 tragenden Schaftteiles 61 mit dem den Nadelfuß 16 tragenden Nadelteil 62 über
eine schwalbenschwanzartige Verbindung erfolgt, die ähnlich wie bei der Nadel 50
durch einen schwalbenschwanzförmigen Vorsprung 63 des Schaftteiles 61 in einer entsprechend
geformten Ausnehmung unter Zwischenlage von elastisch nachgiebigen Zwischengliedern
64 erfolgt0 Die Nadel 60 weist noch einen mit einem Rückstellfuß 65 versehenen Nadelteil
66 auf, der über einen Gelenkkopf 67 mit dem Nadelteil 62 begrenzt verschwenkbar
verbunden ist.
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Fig. 11 zeigt eine Nadel 70, die mit einem Nadelstößer 71 zusammenwirkt
und deren den Nadelhaken 10 tragender Schaftteil 72 mit einem den Nadelfuß 16 tragenden
Nadelteil 73 ähnlich wie bei den Nadeln 50 und 60 formschlüssig über einen Kupplungsvorsprung
74 des Schaftteiles 72 verbunden ist0 Auch hier sind an beiden Enden des Kupplungsvorsprunges
74 Zwischenglieder 75 aus elastisch verformbarem Material eingefügt.
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Die Fig. 12 und 13 zeigen Nadeln 80 und 90, bei denen der den Nadelhaken
10 tragende Nadelteil 81 oder 91 über zwei gesonderte Nadelzwischenglieder 82, 83
oder 92, 93 mit dem den Nadelfuß 16 tragenden Nadelteil 84 oder 94 gekoppelt ist.
Bei beiden Nadeln 80 und 90 ist eine forzaschlüssige Verbindung zwischen den einzelnen
Nadelteilen geschaffen, wobei sich die beiden Nadeln lediglich durch die Art der
Ausbildung der Formschluß-Kopplungsteile unterscheiden. Bei der Nadel 80 wird die
Kopplung durch T-förmige Vorsprünge 85 bewirkt, die in entsprechend geformte Ausschnitte
unter beidseitiger Zwischenlage von elastisch nachgiebigen Zwischengliedern 86 eingesetzt
sind. Bei der Nadel 90 sind es - wie bei den Nadeln 50 und 60 - schwalbenschwanzförmige
Vorsprünge 95, die in entsprechende Ausschnitte unter Zwischenlage von elastisch
nachgiebigen Zwischengliedern 96 eingreifen.
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Bei den Nadeln 80 und 90 sind also Jeweils drei nampfungsbereiche
zwischen Nadelfuß 16 und Nadelhaken 10 gelegt, was eine entsprechend verstärkte
Beschleunigungsherabsetzung des den Nadelhaken tragenden Nadelteiles 81 bedeutet.
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Bei allen dargestellten Nadelarten 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90
wird durch die Zwischenglieder eine Beschleunigungsherabsetzung gleichen Ausmasses
in jeder der beiden Längsverschieberichtungen der Nadeln erzielt. Die beschleunigungsherabsetzenden
Zwischenglieder sind bei allen Nadeln in Bereichen der Nadeln angeordnet, in welchen
die Nadeln eine sichere Seitenführung in den Nadelkanälen des Nadelbettes erfahren,
so daß sich die Elastizität der Zwischenglieder weder nachteilig auf die Nadelfuß
führung in den Schloßbahnen noch nachteilig auf die Biegesteifigkeit des Nadelkopfes
auswirken kann.
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Außerdem ist dadurch sichergestellt, daß die Zwischenglieder praktisch
keine Torsions- oder Biegebeanspruchung erfahren. Bei Zwischengliedern, die durch
Formschluß zwischen den miteinander zu koppelnden Nadelteilen gehalten sind oder
die nur mit einem der miteinander zu koppelnden Nadelteile fest verbunden sind,
treten lediglich Schub- oder Druckkräfte auf. Bei Zwischengliedern, die mit beiden
miteinander zu koppelnden
Nadelteilen verbunden sind, treten sowohl
Druckals auch Zugbelastungen in der längsverschieberichtung der Nadeln auf.
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Die den Nadelkopf und den Nadelfuß tragenden Nadelteile sowie Nadelzwischenteile
bestehen wie üblich aus gehärtetem Stahl. Für die Zwischenglieder kommt jeder elastisch
nachgiebige Werkstoff in Frage, der in der Lage ist, die auftretenden Druck- und
Zugkräfte auszuhalten. Er muß eine hohe Elastizität, einen hohen Dämpfungsgrad,
eine möglichst gute Wärmeleitfähigkeit, hohe Dauerfestigkeit und Alterungsbeständigkeit
aufweisen. Beispielsweise sind synthetische Kautschuke bekannt, welche die zu fordernden
Eigenschaften in ausreichendes Maße besitzen. Die Zwischenglieder müssen jedoch
nicht aus einem nichtmetallischen Werkstoff sein.
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Die Diagramme der Fig. 14 und 15 zeigen die Wirkung der beschleunigungsherabsetzenden
Zwischenglieder der Nadeln. Fig. 14 zeigt das Geschwindigkeitsdiagramm des Nadelfußes
und Fig. 15 das Geschwindigkeitsdiagramm des Nadelhakens nach dem Auftreffen des
Nadelfußes auf eine Steuerkante der Schloßteile, das zu einer Vertikalbeschleunigung
der Nadel führt. Die Geschwindigkeitskurve 100 des Nadelfußes zeigt einen am Beginn
des
Vertikalverstellweges s oder längsverschiebeweges s der Nadel nach einer kleinen
Abplattungsphase sehr steilen Anstieg um den Winkel oi, um dann mit einem Einschwingvorgang
auf einen konstanten Vertikalgeschwindigkeitswert einzuschwenken. Der Winkel α
ist ein Maß für die Stärke der Beschleunigung des Nadelfußes0 Demgegenüber zeigt
die Geschwindigkeitskurve 101 für den Nadelhaken, daß der Nadelhaken erst nach einer
längeren Wegstrecke s die konstante Endvertikalgeschwindigkeit erreicht, also eine
Bewegungsverzögerung erfährt, welche eine entsprechend geringere Beschleunigungsbelastung
des Nadelhakens bedeutet. Nach einer weichen Anlaufphase wird erst die durch den
Winkel α@ 1 angedeutete Maximalbeschleunigung erreicht, und aus diesem maximalen
Anstiegsbereich der Kurve 101 erfolgt wieder ein relativ flacher Übergang in einem
Einschwingvorgang auf den waagerechten Endgeschwindigkeitszweig der Kurve. Der Beschleunigungswinkel
α@ ist kleiner als der Beschleunigungswinkel der Nadelfußkurve. o' steht in
Relation zur Gleichung (7). Der sich aus der Gleichung (5) ergebende mittlere Beschleunigungswinkel
rQ " wäre kleiner als der Beschleunigungswinkel (xt' und würde einem in Fig0 15
mit einer gestrichelten Linie 102 eingezeichneten Verlauf der Geschwindigkeitskurve
des Nadelhakens entsprechen. In das Diagramm der Fig. 15
ist noch
die für den Nadelhaken geltende Abplattungslänge a 1 gemäß Gleichung (6) eingezeichnet,
um darzulegen, daß während dieses Abplattungsvorgangs, dessen länge beim gepufferten
Nadelhaken 10 größer ist als beim Nadelfuß 16, die Beschleunigung des Nadelhakens
auf die Endvertikalgeschwindigkeit oder maximale Austriebsgeschwindigkeit der Nadel
erfolgt0
L e e r s e i t e