DE2848408A1 - Verfilzungsnadel - Google Patents

Description

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DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEMANN

DR. M. KÖHLER DIPL-ING. C. GERNHARDT 0 O / O / Π Ο

Mönchen DIPL-ING. J. GLAESER Hamburg. ^O ^ ö*» U 0

KDNIGSTRASSE28 6„November 1978

2000 HAMBURG 50,

TELEFON: 381233 TELEGRAMME: KARPATENT TELEX: 212979 KARP D

W. 27724/78 20/de

The Singer Company
Elizabeth, New Jersey
(V.St.A.)

Verfilzungsnadel.

Die Erfindung bezieht sich auf Nadeln und insbesondere auf Verfxlzungsnadeln mit verbesserten Eigenschaften, insbesondere im Hinblick auf eine schonende bzw. schützende Behandlung des zu verfilzenden Materials.

Verfilr.zungsnadeln sind im Einsatz beim Nadeldurchstoßvorgang, um ein Fasergewebe oder -gebilde in ein Unterlagmaterial einzubringen bzw. mit diesem zu verfestigen. Diese Nadeln haben mit den Fasern in Eingriff tretende Kerben an den Nadelkanten, welche dahingehend wirken, die Fasern zwangsweise zu orientieren und diese in ein dichtes Gebilde einzubringen. Die Qualität hochverdichteter Nadelerzeugnisse ist in höchstem Maße von dem Grad abhängig, in welchem die Fasern und das Unterlagmaterial während dieses Vorganges zerstört bzw. beeinträchtigt werden. Daher ist es bedeutsam, daß die

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BANK: DEUTSCHE BANK AG, HAMBURG (BLZ 20070000), KONTO NR. «5/18823 · POSTSCHECK: HAMBURG 1428«-205

Fasern und das Uriterlaggewebe geschützt werden* so daß die Zerstörung bzw. Beeinträchtigung auf ein Miniraum, verringert wird. Dies ist insbesondere kritisch für zerbrechliche Fasern, weil diese eine niedrige Zugfestigkeit aufweisen. Die Kerbe der Nadel ist derjenige Teil, der die Fasern greift, faßt bzw. umschlingt, um diese in ein kompaktes Gebilde einzubringen bzw. mit diesem zu verschlingen und zu orientieren. Mit den bekannten Ausbildungen der Kerben jedoch wird mit dem ansteigenden Grad, mit welchem die Pasern ergriffen werden, auch der Grad der Zerstörung erhöht. Ausbildungen der Kerben von Verfilzungsnadeln sind beispielsweise bekannt aus den. amerikanischen Patentschriften 2 857 650, 3 641 638, 3 983 6II und 4 030 170. Die aus der US-PS 4 030 I70 bekannte Verfilzungs· nadel ist frei von dem sog. Kerben-Kick-up, d.h., daß die hintere Spitze bzw. der Rand der Kerbe nicht über die Kante des Schaftes der Nadel vorrangt.

Durch die vorliegende Erfindung werden die Probleme· im Zusammenhang mit bekannten Verfilzungsnadeln gelöst, indem eine Verfilzungsnadel geschaffen wird, welche eine Kerbe aufweist, die einen Faserablenkteil und einen Fasergreifteil aufweist. Der Fasergreifteil ist im unteren Teil der hinteren Kante der Kerbe angebracht und weist einen Hinterschneidungswinkel in bezug auf die Nadelachse auf, wobei der Faserablenkteil sich nach oben und nach hinten vom Fasergreifteil erstreckt. Die wirksame Tiefe des Greifteiles ist weniger als ungefähr 75 % der Gesamtkerbentiefe. Mit dieser Ausbildung, und zwar zufolge der Anordnung der Kante des Fasergreifteiles innerhalb des dreieckigen Schafts und ohne Kick-up, werden die Unterlagmaterialfasern geschützt und die Faserzerstörung verringert.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Fasergreifteil in einem Winkel von ungefähr 70° zur Nadelachse angeordnet, und der Faserablenkteil ist/ungefainr 30° in bezug zur Nadelachse angeordnet. Die vordere Kante der Kerbe tritt in den Boden der Kerbe mit einem Winkel von ungefähr 35° in bezug auf die Nadelachse ein, während der Boden der Kerbe zur Nadelachse in einem Winkel von 10° angeordnet ist und in Richtung

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auf die Spitze der Nadel hinterschnitten ist.

Ein Zweck der Erfindung besteht daher darin, eine Verfilzungsnadel zu schaffen, deren Kerbausbildung Schutz der Unterlagmaterialfasern ergibt und eine Verringerung der Zerstörung der zu verfilzenden Fasern erbringt.

Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht darin, eine Kerbausfoildung für eine Filznadel zu schaffen, welche mit einem Fasergreifteil und einem Faserablenkteil ausgebildet ist.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispielweise erläutert.

Fig. 1 zeigt eine Längsansicht einer Verfilzungsnadel

gemäß der Erfindung.
Fig. 2 zeigt eine schaubildliche Ansicht eines Teiles

der in Fig. 1 gezeigten Nadel. Fig. 3 zeigt eine Seitenansicht eines Teiles der in

Fig. 1 gezeigten Nadel.
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht gemäß 4-4 nach Fig. 3.

In Fig. 1 ist eine Filznadel 10 gemäß der Erfindung dargestellt, welche einen Schaftteil 12 mit einer Spitze 14 an dessen unterem. Ende und einem Kolben 16 an dessen oberem Ende aufweist. Das oberste Ende aer Nadel kann mit einem im wesentlichen im rechten Winkel zum Schaft 16 der Nadel abgebogenen Teil Ib versehen sein, um auf diese Art und Weise einen Vorsprung bzw. ein Befestigungselement zu schaffen, um die Nadel 10 in einem bekannten (nicht gezeigten) Nadelbord zu befestigen. Wie bekannt, ist ein derartiges Nadelbord geeignet ausgebildet, um eine Vielzahl von Verfilzungsnadeln aufzunehmen, beispielsweise von Nadeln, wie sie in Fig. 1 gezeigt sind, um diese hin- und herzubewegen, um ein Verschlingen eines Materials mit losen Fasern in ein verdichtetes Gebilde zu bewirken.

In der bevorzugten Ausführungsform der Filznadel 10 gemäß der Erfindung besteht der Schaft 16 aus drei zueinandergeneigten Oberflächen 20, welche in flache Kantenflächen 22 über-

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gehend auslaufen, so daß der Querschnitt des Schafts 16 im wesentlichen dreieckig mit angefasten Spitzen ist (Fig. 4). Jeaoch können auch andere Querschnitte für Verfilzungsnadeln Verwendung finden, deren geneigte Seiten leicht mit dem Kerbaufbau gemäß der Erfindung versehen sein können.

Eine Kerbe 24 ist geprägt oder mit Hilfe von Senkteilen in der flachen Kantenfläche 22 gebildet worden. Vorzugsweise wird eine Vielzahl derartiger Kerben 24 in der Fläche 22 geprägt bzw. ausgebildet. Gemäß Fig. 2 weist jede Kerbe eine Rampe 26 auf, welche in einem Winkel ßixi bezug auf die Mittellinie der Nadel 10 von der Oberfläche 22 und nach hinten von der Spitze 14 in Richtung auf den Schaft 16 geneigt ausgebildet ist. Die Rampe 26 endigt an ihrem unteren Ende in einer Kante 28, von welcher eine Bodenfläche 30 sich nach hinten und nach außen in Richtung auf die Kante erstreckt, und zwar in einem Winkel tf . Die Bodenfläche 30 läuft zu einer Kante 32. Eine die Fasern greifende Fläche erstreckt sich nach außen und nach vorn zu einer Kante 36, und ist in einem Hinterschneidungwinkel £ geneigt. An der Kante bzw. dem Punkt 36 der Kerbe ist eine Faserablenkfläche vorgesehen, welche in einem Winkel c*~ zur Nadelachse geneigt ist und sich nach hinten und nach außen erstreckt und in die flache Kante 22 übergeht.

Wie in Fig. 2 zu sehen, sind die Flächen 26, 30, 34 und 38 glatt und eben gestaltet, wobei axe Fläche 34 einen relativ großen Radius besitzt. Wie aus Fig. 4 zu sehen, ist die Fasergreiffläche 34, da sie sich im wesentlichen unterhalb der Kante 22 befindet, mit einem größeren Radius quer in bezug auf die Kerben der bekannten Verfilzungsnadeln ausgebildet, welche sich an der entsprechenden Kante befinden. Dies beseitigt scharfe Biegungen bzw. Knickungen der Faser während des Durchstoßvorganges, und auf diese Art und Weise wird die Zerstörung und der Bruch von Fasersträngen mit niedriger Festigkeit vermieden.

Die Greifkante 36 hat eine höhe H von der Kante 32 aus, und zwar in einer normalen Ebene in bezug auf die Nadelachse,

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wobei die Kante 32 unterhalb der flachen Kante 22 in einem Abstand von H, angeordnet ist. Dementsprechend beträgt die effektive Tiefe der Kante H_b,und die effektive Tiefe des Greifteiles der Kerbe ist H . Es ist gefunden worden, daß gute Ergebnisse erzielt werden, wenn das Verhältnis von H zu H, weniger als ungefähr 0,75 ist, d.h., daß die effektive Tiefe des Greifteils der Kerbe kleiner ist als ungefähr 75 % der gesamten Kerbentiefe. Die Länge L der

Kante Kerbe, gemessen von der Kante 40 bis zurV42 ist ungefähr vierfach größer als die Tiefe H der Kante, um auf diese Art und Weise zu ermöglichen, daß Fasern in den Greifbereich eintreten können, und um das Eintreten von Unterlagmaterial in Grenzen zu halten.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform einer Pilznadel gemäß der Erfindung ist der Winkel<A_ 30°, der Winkel β 35°, der Winkel Y 10° und der Winkel £ 20°. Im letzten Fall, da der Winkel £ 20° beträgt, hat die Fasergreiffläche 34 eine Neigung von ungefähr 70° in bezug auf die Nadelachse. In jedem Falle sind diese Werte der Winkel als ungefähre Maße zu betrachten, sde sollten hingegen nicht als absolute Werte betrachtet werden.

Da die Fasergreiffläche 34 kleiner ist, jedoch im Vergleich zu bekannten Nadeln geschützt ist, wird eine große Zahl von Kerben längs der Kante 22 bevorzugt. Es ist gefunden worden, daß der ideale Abstand zwischen den Kerben längs der Kante 22 das Drei- bis Sechsfache der einzelnen Kerbenlänge L sein sollte. Jedoch ist selbstverstänalich, daß, da die effektive Tiefe H der Kerbe sich innerhalb des dreieckigen

Schafts befindet, d.h. unterhalb der Kante 22, die Fläche in Querrichtung weiter ist, als die entsprechende Fläche bekannter Nadelausbildungen, bei welchen die Kerben enger an der Kante liegen. Dies erzeugt eine verhältnismäßig große Oberfläche zur Führung der Fasern, obgleich die effektive Kerbentiefe gering ist. Im Vergleich zu bekannten Nadeln

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mit tiefen Kerbentiefen, wird mit dem beschriebenen Nadelaufbau eine große Menge von Pasern erfaßt, jedoch sind die Fasern geschützt, weil die Fläche $h innerhalb der Kerbe geschützt ist und das Unterlagmaterial und die Kerbenspitze geschützt sind.

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Claims (9)

Patentansprü ehe

1. Verfilzungsnadel mit einer Spitze am vordersten Ende, einem Kolben am hinteren Ende und einem Schaft zwischen Kolben und Spitze mit wenigstens zwei zueinandergenexgten Flächen, welche in einer schmalen flachen Kantenfläche zusammenlaufen bzw. übergehen₃ einerlasern transportierenden bzw. bewegenden Kerbe an der flachen Kantenfläche, wobei die Kerbe eine nach innen und nach hinten yon der flachen Kantenfläche in Richtung auf die Achse der Nadel geneigte Rampe umfaßt, eine Bodenflache, welche an ihrem vorderen Ende in die Rampe übergeht und nach außen an ihrem hinteren Ende geneigt ist, einer Fasergreiffläche, welche in das hintere Ende der Bodenfläche übergeht und nach außen in Richtung auf die Vorderfront der Nadel geneigt ist und eine Faserablenkfläche aufweist, welche nach außen und nach hinten von der Fasergreiffläche geneigt ist und in die Kantenfläche übergeht.

2. Verfilzungsnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Fasergreiffläche^ auf eine zur Achse der Nadel normale Ebene projiziert, kleiner ist als ungefähr 75 % der Kerbentiefe von der flachen Kante zum hinteren Ende der Bodenfläche, projiziert auf die entsprechende Ebene, ist.

3. Verfilzungsnadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der Kerbe vom oberen Teil der Rampe zum oberen Teil der Faserablenkfläche ungefähr das Vierfache der Tiefe der Kerbe von der flachen Kante zum hinteren Ende der Bodenfläche auf eine zur Achse der Nadel normal projizierten Ebene ist.

4. Verfilzungsnadel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Faserablenkfläche ungefähr um 30° in bezug auf die Nadelachse geneigt ausgebildet ist.

5. Verfilzungsnadel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Fasergreiffläche ungefähr 70° in bezug auf die Nadelachse geneigt ausgebildet ist.

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6. Verfilungsnadel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Rampe ungefähr 35° in bezug auf die Nadelachse geneigt ausgebildet ist.

7. Verfilzungsnadel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bodenfläche bzw. Grundfläche ungefähr 10° in bezug auf die Nadelachse geneigt ausgebildet ist.

8. Verfilzungsnadel nach einem der Ansprüche 1 bis i, dadurch gekennzeichnet, daß eine Mehrzahl von Kerben an der flachen Kante ausgebildet ist, deren Abstände zwischen ungefähr dem Drei- bis zum Sechsfachen der Länge jeder Kerbe ausgebildet sind.

9. Verfilzungsnadel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Querschnitt der Nadel dreieckig ist, wobei die Spitzen abgeflacht bzw. abgerundet ausgebildet sind, um flache Kantenflächen zu schaffen, wobei jede dieser Kantenflächen mit einer Mehrzahl von Kerben ausgebildet ist.

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