DE4038936A1 - Schiebernadel fuer ketten-, insbesondere naehwirkmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Schiebernadel für Ketten-, insbe­ sondere Nähwirkmaschinen, mit einem unsymmetrischen Nadelkopf und einer oberhalb der Mittellängsachse der Nadel am Kopf vor­ gesehenen Spitze, wobei der Nadelkopf eine schräg von der Na­ delspitze zum Nadelrücken hin gerichtete untere und eine obe­ re Keilfläche umfaßt sowie an einem Fadenraum angrenzt und die obere Keilfläche mit einem Teilstück, das, der Mittellängs­ achse parallel verlaufend, dem Fadenraum zugewandt ist, als Führungsfläche für den Vorderteil eines Schiebers fungiert, wobei weiter der Fadenraum einen Grund besitzt, der sich deutlich unter der Nadelspitzenebene befindet, und der mittels eines geringeren Querschnittes von der unteren Keilfläche bzw. dem Nadelrücken getrennt ist.

Eine Schiebernadel der bezeichneten Art ist bekannt (DD-PS 9099 - 25a, 19/01).

Derartige Schiebernadeln werden in der Regel an einer Barre befestigt und dienen besonders bei einer Nähwirkmaschine da­ zu, ein Flächengebilde oder eine Fadenschicht zu durchdrin­ gen, um das Flächengebilde oder die Fadenschicht zugleich mit einem Maschensystem auszustatten. Zwecks Befestigung der Schiebernadeln an der Barre werden die letzteren entweder einzeln in der Barre eingespannt oder in Fassungen bzw. Bleie eingegossen und damit auf der Barre angeschraubt.

Gemäß allgemeiner Kenntnisse tritt, insbesondere wenn die Schiebernadeln einer Barre in ein Flächengebilde wie eine Fa­ serschicht einstechen und durch dasselbe stechen, mitunter Nadelbiegung im Bereich der freiliegenden Schaftteile und/oder an den Einspannstellen der Nadelschäfte in unterschied­ lichen Richtungen auf.

Diesem Kenntnisstand wird jetzt hinzugefügt, daß die Nadel­ köpfe der oben beschriebenen Schiebernadelart beim Ein- bzw. Durchstechen in ein/eines Flächengebildes zusätzlich regel­ mäßig in eine der Förderrichtung des Flächengebildes entge­ gengesetzte Richtung nach oben gebogen werden.

Die Kraftwirkung der Förderung auf den Nadelkopf wird also von gegengerichteten Kräften übertroffen. Da die erwähnte Erkennt­ nis nun vorliegt, kann die eintretende Erscheinung leicht mit der Geometrie des Nadelkopfes der Schiebernadeln erklärt wer­ den. Wesentliche Ursachen dafür sind in der Unsymmetrie des Nadelkopfes, der oberhalb der Mittellängsachse der Nadel vor­ gesehenen Spitze und der Lage des Grundes des Fadenraumes zu erblicken. Diese Merkmale haben jedoch anderweitige bedeuten­ de Vorteile für die Herstellung von Kettengewirken, insbeson­ dere Nähgewirken, so daß auf dieselben für bestimmte Zwecke nicht verzichtet werden kann.

Die Biegung des Nadelkopfes in eine der Förderrichtung des Flächengebildes entgegengesetzte Richtung bedeutet, wenn wie üblich rechtwinklig in das Flächengebilde eingestochen wird, daß an der Nadelspitze entlang der oberen Keilfläche ein so­ genannter Freiwinkel entsteht, der gemeinsam mit dem prakti­ schen Keilwinkel des Nadelkopfes beim Ein- und Durchstechen den wirksamen Stichwinkel bildet. Mithin ist der wirksame Stichwinkel größer als der praktische Keilwinkel des Nadel­ kopfes, und die in Achsrichtung der Schiebernadel auftreten­ de Stichkraft ist tatsächlich stärker als infolge des prak­ tischen Keilwinkels an sich anzunehmen ist.

Mit der Erfindung wird bezweckt, die axiale Stichkraft der Schiebernadel zu vermindern und damit die Belastung sowie den Verschleiß der Nadel und einer Lagerung einer Nadelhalterung zu senken.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, den Freiwinkel an der Nadelspitze zu beseitigen bzw. zumindest wesentlich zu redu­ zieren, ohne die Lage der Führungsflächen für den Vorderteil des Schiebers zu ändern, denn dann würde eine einwandfreie Funktion des Schiebers während der Maschenbildung gefährdet sein.

Gelöst wird die Aufgabe dadurch, daß zwischen einem vorderen Ende der Führungsfläche für den Vorderteil des Schiebers und der Nadelspitze eine schräge Fläche angeordnet ist, so daß die Nadelspitze der Mittellängsachse näher liegt als die Füh­ rungsfläche, daß die schräge Fläche und die Führungsfläche in einem Winkel DELTA zueinander stehen, der 3 bis 10° beträgt, und daß die Lage der Nadelspitze zur Führungsfläche eine der­ artige Beziehung hat, daß eine der Führungsfläche parallele und durch die Nadelspitze führende gedachte Linie einen sehr geringen Abstand zur Führungsfläche hat.

Infolge dieser Lösung vergrößert sich der praktische Keilwin­ kel des Nadelkopfes.

Trotzdem verringert sich überraschenderweise der für die axiale Stichkraft maßgebende wirksame Stichwinkel.

Folglich wird mit der Erfindung eine Verminderung der in axialer Richtung auftretenden Stichkraft der Schiebernadel erreicht.

In Verbindung mit einer Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 den Vorderteil einer abgebrochen, in einer Seiten­ ansicht dargestellten erfindungsgemäßen Schieberna­ del (mittels Vollinie gezeichnet) und, mit einer ge­ strichelten Linie gekennzeichnet, einen nach oben gebogenen Nadelkopf herkömmlicher Gestaltung zum Vergleich;

Fig. 2 den Vorderteil der erfindungsgemäßen Schiebernadel der Fig. 1 mit eingetragener Bemaßung für eine praktische Ausführung.

Entsprechend Fig. 1 wurde eine Schiebernadel für Ketten-, ins­ besondere Nähwirkmaschinen, mit einem unsymmetrischen Nadel­ kopf 1 ausgestattet, welcher eine gerundete Spitze 2 besitzt, die oberhalb der Mittellängsachse 3 vorgesehen ist. Der Na­ delkopf 1 grenzt an einem Fadenraum 4 an, dem sich der vor­ dere Teil eines Nadelschaftes 5 anschließt. Auf der Brustsei­ te der Schiebernadel befindet sich eine Nut 6 zur Führung ei­ nes Schiebers 7. Der Nadelkopf 1 umfaßt eine schräg von der Nadelspitze 2 zum Nadelrücken 8 hin gerichtete untere Keil­ fläche 9 und eine obere Keilfläche 10, die mit einem Teilstück, das, der Mittellängsachse 3 parallel verlaufend, dem Fadenraum 4 zugewandt ist, als Führungsfläche 11 für den Vorderteil des Schiebers 7 fungiert. Zwischen dem Grund des Fadenraumes 4, der sich deutlich unter der Nadelspitzenebene befindet, und der unteren Keilfläche 9 bzw. dem Nadelrücken 8 ist ein gerin­ ger Querschnitt vorgesehen, der den Nadelkopf 1 mit dem Nadel­ schaft 5 verbindet.

Mit einer gestrichelten Linie ist ein herkömmlicher Nadelkopf 01 gezeigt, der infolge von Gegenwirkungen eines zu durchdrin­ genden, nicht dargestellten Flächengebildes wie einer Faser­ schicht elastisch in eine der Förderrichtung des Flächenge­ bildes entgegengesetzte Richtung gebogen wurde, wobei ein Freiwinkel ALPHA entsteht, der von der oberen Keilfläche 02 und einer Waagerechten 03 eingeschlossen wird, und der gemein­ sam mit dem praktischen Keilwinkel BETA des Nadelkopfes 01 beim Ein- und Durchstechen in ein/eines Flächengebildes den wirksamen Stichwinkel GAMMA bildet, der folglich größer als der praktische Keilwinkel BETA ist, weshalb die in Achsrich­ tung der Schiebernadel mit dem herkömmlichen Nadelkopf 01 auf­ tretende Stichkraft tatsächlich stärker ausfällt als infolge des praktischen Keilwinkels BETA der ungebogenen Schiebernadel an sich zu erwarten ist. Die Biegung des Nadelkopfes 01 ist gegenüber den Gestaltungsverhältnissen des Nadelkopfes 1 über­ trieben abgebildet worden, um die Zeichnung übersichtlicher auszuführen.

Demgegenüber wurde erfindungsgemäß die obere Keilfläche 10 derart gestaltet, daß zwischen dem vorderen Ende 111 der Füh­ rungsfläche 11 für den Vorderteil des Schiebers 7 und der Na­ delspitze 2 eine schräge Fläche 12 angeordnet ist, die nach unten geneigt wurde, weshalb die Nadelspitze 2 der Mittel­ längsachse 3 näher liegt als die Führungsfläche 11. Die schräge Fläche 12 kann gerade oder gekrümmt (konvex, konkav) ausgeführt sein und entweder tangential oder nicht tangential in die Spitzenrundung einlaufen. Da infolge der schrägen Flä­ chen 12 die Unsymmetrie des Nadelkopfes 1 und der Abstand der Nadelspitzen 2 zur Mittellängsachse 3 vermindert wurden, beträgt die Biegung des Nadelkopfes 1 in die der Förderrich­ tung des Flächengebildes entgegengesetzte Richtung ein gerin­ geres Maß, als wenn die obere Keilfläche 10 in bekannter Wei­ se von der Nadelspitze 2 bis zum Fadenraum 4 in gerader Linie wie die obere Keilfläche 02 der herkömmlichen Schiebernadel verlaufen würde.

Somit ist ein Winkel DELTA, in dem die schräge Fläche 12 und die Führungsfläche 11 zueinander stehen, ausreichend, der kleiner bemessen ist, als der Freiwinkel ALPHA, der sich je nach vorliegenden Einstichverhältnissen und Nadelgeometrie mit dem Nadelkopf 01 des technischen Standes einstellen würde, um keinen oder nur einen sehr kleinen Freiwinkel ALPHA an der nach oben gebogenen Nadelspitze 2 zu erhalten. Folglich fällt der praktische Keilwinkel EPSILON des erfindungsgemäßen Nadel­ kopfes 1 zwar größer aus als der praktische Keilwinkel BETA des herkömmlichen Nadelkopfes 01, aber der wirksame Stichwin­ kel des Nadelkopfes 1 reduziert sich überraschend, da der Winkel DELTA kleiner als der Freiwinkel ALPHA sein kann. Wäh­ rend beim Nadelkopf 01 der wirksame Stichwinkel aus den Win­ keln ALPHA plus BETA bestand, stellt im Zusammenhang mit dem Nadelkopf 1 nun der praktische Keilwinkel EPSILON (BETA plus DELTA) zugleich auch den wirksamen Stichwinkel dar. Empirisch wurde ermittelt, daß ein Bereich des Winkels DELTA von 3 bis 10° bei der von der Erfindung betroffenen Schiebernadelart und deren Anwendungsfällen zum gänzlichen oder nahezu zum Fortfall des Freiwinkels ALPHA an der nach oben gebogenen Na­ delspitze 2 führt. Die Reduzierung der Größe des wirksamen Stichwinkels hat zur Folge, daß sich die auftretende axiale Stichkraft der Schiebernadel erheblich abschwächt. Mithin kann auf Maßnahmen, wie eine Querschnittsvergrößerung am Grund des Fadenraumes 4 und/oder eine weitere Verjüngung des bekannten Nadelkopfes 01 verzichtet werden, um den Freiwinkel ALPHA zu beseitigen oder zumindest stark zu verkleinern. Solche Maßnahmen wären nachteilig, weil dieselben den Faden­ raum 4 einengen und die Schiebernadel verlängern.

Es wurde eine Vielzahl von Schiebernadeln mit den Abmessungen gemäß Fig. 2 hergestellt und zur Verarbeitung eines Flächen­ gebildes eingesetzt, um die aufgestellte Hypothese der Ab­ schwächung der axialen Stichkraft zu beweisen. Wie die Fig. 2 zeigt, ist ein Winkel DELTA von 6° gewählt worden. Als Flä­ chengebilde diente eine Faserschicht, nämlich ein Vlies mit einer Flächenmasse von 120 g pro m². Zum Vergleich sind eben­ falls die bekannten Schiebernadeln mit grundsätzlich gleichen Abmessungen in bezug auf Fig. 2 aber ohne die erfindungsge­ mäße schräge Fläche 12, zum Verarbeiten des genannten Vlieses verwendet worden. Die axialen Stichkräfte beider Varianten, die beim Einstechen der Schiebernadeln in das Vlies (Nadel­ spitze beginnt in das Vlies einzudringen) auftreten, wurden gemessen. Die Messung erfolgte je auf eine Nadelfassung be­ zogen, die mit 18 Schiebernadeln an einer Länge von 25 mm versehen war. Die Schiebernadeln arbeiteten mit einer Fre­ quenz von 1400 pro min.

Im Ergebnis dieser Untersuchungen wirkte an einer Nadelfas­ sung mit den bekannten Schiebernadeln eine axiale Gesamt­ stichkraft von 14 N, und an einer Nadelfassung mit erfindungs­ gemäßen Nadeln waren lediglich 4,5 N festzustellen.

Vorgenommene Versuche haben weiterhin zu erkennen gegeben, daß bei der betroffenen Schiebernadelart von Vorteil ist, le­ diglich eine sehr geringe Annäherung der Nadelspitze 2 an die Mittellängsachse 3 in bezug auf die Führungsfläche 11 durch­ zuführen, da anderenfalls beim Einarbeiten eines Maschensy­ stems in das Flächengebilde Festigkeitsverminderungen ein­ treten können, wenn relativ wenig Substanz des Flächengebil­ des bei jedem Durchstich unter die Nadelspitze 2 gedrückt würde. Deshalb wurde zwischen der Lage der Nadelspitze 2 und der Führungsfläche 11 eine derartige Beziehung geschaffen, gemäß der eine der Führungsfläche 11 parallel und durch die Nadelspitze 2 führende gedachte Linie 13 einen sehr geringen Abstand 14 zur Führungsfläche 11 besitzt.

Außerdem hat sich gezeigt, daß es für manche Anwendungsfälle der erfindungsgemäßen Schiebernadel vorteilhaft ist, die schräge Fläche 12 mit einer Rauhigkeit zu versehen, die einem arithmetischen Mittelrauhwert von angenähert 0,25 bis 0,40 Mikrometer entspricht.

Claims (3)

1. Schiebernadel für Ketten-, insbesondere Nähwirkmaschinen, mit einem unsymmetrischen Nadelkopf und einer oberhalb der Mittellängsachse der Nadel am Kopf vorgesehenen Spitze, wobei der Nadelkopf eine schräg von der Nadelspitze zum Nadelrücken hin gerichtete untere und eine obere Keil­ fläche umfaßt sowie an einem Fadenraum angrenzt und die obere Keilfläche mit einem Teilstück, das, der Mittellängs­ achse parallel verlaufend, dem Fadenraum zugewandt ist, als Führungsfläche für den Vorderteil eines Schiebers fun­ giert, wobei weiter der Fadenraum einen Grund besitzt, der sich deutlich unter der Nadelspitzenebene befindet, und der mittels eines geringen Querschnittes von der unteren Keilfläche bzw. dem Nadelrücken getrennt ist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen einem vorderen Ende (111) der Führungsfläche (11) für den Vorderteil des Schiebers (7) und der Nadelspitze (2) eine schräge Fläche (12) angeord­ net ist, so daß die Nadelspitze (2) der Mittellängsachse (3) näher liegt als die Führungsfläche (11), daß die schräge Fläche (12) und die Führungsfläche (11) in einem Winkel DELTA zueinander stehen, der 3 bis 10° beträgt, und daß die Lage der Nadelspitze (2) zur Führungsfläche (11) eine derartige Beziehung hat, daß eine der Führungs­ fläche (11) parallel und durch die Nadelspitze (2) führen­ de gedachte Linie (13) einen sehr geringen Abstand (14) zur Führungsfläche (11) hat.

2. Schiebernadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schräge Fläche (12) gerade ausgeführt ist.

3. Schiebernadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die schräge Fläche (12) eine Krümmung aufweist.