DE6931782U - Magnetisierte naehnadel - Google Patents
Magnetisierte naehnadelInfo
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Description
DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEAAANN
DR. M. KOHLER DIPL-ING. C GERNHARDT
telefon= 395314 2000 HAMBURG 50, 11. August I969
W.23888/69 4/Ne
The Singer Company,
r Elizabeth, New Jersey (V.St.A.)
r Elizabeth, New Jersey (V.St.A.)
Magnetisxerte Nähnadel.
Die Erfindung bezieht sich auf eine Nähnadel für Nähmaschinen und hat zur Aufgabe, das Erfordernis der Geschicklichkeit
eines Bedienenden in denjenigen Stufen zu vermindern, welche gewöhnlich für das Einführen und die
Herausnahme entweder einer oder zweier Nadeln in die und aus einer Nähmaschine notwendig ist, um dadurch die Möglichkeit
zu verringern, daß die Nadel durch das Stichloch in den inneren Mechanismus der Nähmaschine herunterfällt.
C. ' Eine Unteraufgabe der Erfindung besteht darin, eine
Nähnadel zur Verwendung in Nähmaschinen zu schaffen, durch die eine merkliche Erhöhung der Abziehkraft geschaffen
wird, welche zum Herausnehmen der Nadel aus der Nadelstange erforderlich ist.
Die vorgenannten Aufgaben werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Nähnadel geschaffen ist, welche
aus einem im wesentlichen permanent magnetischen Material gebildet ist, d.h. eine Nadel, die vorzugsweise aus gehärtetem
Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt gebildet ist, die einen magnetisch gehärteten Zustand hat, oder mit anderen
Worten ausgedrückt, der Stahl ist erheblich schwerer zu
magnetisieren, widersteht jedoch einer Entmagnetisierung
erheblich mehr als diejenigen Nadeln, die aus einem weichen magnetischen Material hergestellt sind, welche einen
niedrigen Kohlenstoffgehalt haben. Wegen der magnetischen Eigenschaften der Nadel wird zwischen der Nadel und der
nickelplattierten stählernen Nadelstange, in welcher die Nadel gewöhnlich arbeitsmäßig angeordnet ist, eine Anzugskraft
entwickelt. Wegen der Geometrie des Nadelstangenschlitzes, entgegen den allgemeinen Anwendungen, bei denen
ein geschlossener magnetischer Kreis vorhanden ist (d.h. daß kein Luftspalt vorhanden ist), so daß die Unterbrechungskraft
in Richtung des Flußvektors verläuft, enthält die vorherrschende Haltekraft von Nadel zur Nadelstangen-Berührungsfläche
die Reibungskraft, welche zu dem Flußvektor und der magnetischen Anzugskraft senkrecht steht.
Weiter wurde gefunden, daß durch Plattieren der Nadel mit einer dünnen Schicht aus einem Material, z.B. Gold, die
erforderliche Kraft zum Herausziehen der Nadel aus der Nadelstange beträchtlich erhöht wird. Normalerweise konnte
erwartet werden, daß die Wirkung der Goldplattierungsdicke sich dahingehend äußern würde, sich mit der Herausziehkraft
der Nadel zu vermindern, weil der nicht-ferromagnetische
Spalt zwischen der magnetisierten Stahlnadel und der Nadelstange durch die Dicke der Goldplattierung erhöht würde,
und da die magnetische Anzugs-Haltekraft sich umgekehrt proportional zu dem Quadrat dieses Spaltes vermindert,
hätte eine sich daraus ergebende Verminderung in der Haltekraft erwarten lassen. Jedoch arbeitet bei der Erfindung
die Goldschicht als ein vervielfachender Faktor der magnetischen Haltekraft. Dieses unerwartete Phänomen wird einem
höheren statischen Reibungskoeffizienten des Goldes an der Oberfläche der Nadelstange im Vergleich zu der von Nickel,
der üblichen NadeIpχ attierung, zugeschrieben. Um die Härte
des Goldes zu erhöhen, wurden etwa 0,2 % Kobalt mit rehem Gold benutzt. Es hat sich herausgestellt, daß diese Zusam-
mensetzung die Härte des Goldes im wesentlichen verdoppelt, während auf die magnetische Haltekraft der Nadel keine
nachteilige Wirkung erzeugt wurde. Zusätzlich zu deivorstehenden
Ausführungen schafft die Goldplattierung weiterhin sowohl ein ästhetisch ansprechbares Erzeugnis mit einer
nicht korrosiven äußeren Schicht, als auch ein dem Auge besser sichtbares Fadenaufnahmeöhr.
Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung
beispielsweise erläutert.
Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht einer Nadelstange einer Nähmaschine und eine magnetisierte
gemäß der Erfindung ausgebildete Nähnadel.
Fig. 2 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 1, sie gibt jedoch die Nadelklemme mit zwei gemäß der Erfindung
ausgebildeten Nadeln eingepaßt wieder. , Fig. J5 ist in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht
einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Nähnadel, wobei die Linien das durch die Nadel
entwickelte magnetische Feld andeuten. Fig. 4 ist ein senkrechter Längsschnitt der in der
Nadelstange angeordneten Nadel nach Linie 4-4 der Fig. 1, wobei die Linien das magnetische
Feld andeuten, das durch die Nadel relativ zur Nadelstange entwickelt ist. Fig. 5 ist eine senkrechte Schnittansicht nach Linie
5-5 der Fig. 4, und die Linien deuten das magnetische Feld an, das durch die Nadel relativ
zur Nadelstange entwickelt wird, und Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht nach Linie 6-6
der Fig. 5, und die Linien deuten das magnetische Feld an, das durch die Nadel relativ
zur benachbarten Nadelstangenfläche entwickelt wird.
Einleitend sei darauf hingewiesen, daß die Nähnadel
Einleitend sei darauf hingewiesen, daß die Nähnadel
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gemäß der Erfindung nicht auf die Verwendung mit einer besonderen Nähmaschine oder einer nadeltragenden Nadelstange
beschränkt ist. Die Beschreibung erläutert nur diejenigen Teile der Nähmaschine, welche für das Verständnis der Erfindung
erforderlich sind.
In Fig. 1 ist eine Nähmaschine aufgezeigt, welche das übliche Gehäuse und einen Kopf 10 enthält, der über
dem Teil des (nicht dargestellten) Sockels hängt, an dem eine Stichplatte 11 angeordnet ist, die mit einem üblichen
die Nadel aufnehmenden Stichloch 12 versehen ist. In dem
^ Kopf 10 der Nähmaschine ist eine zylindrische Nadelstange
13 hin- und herbewegbar und seitlich ausschwenkbar angej
ordnet, welche eine allgemein durch das Bezugszeichen 14
gekennzeichnete Nadel aufweist, die im nachstehenden im einzelnen beschrieben wird, und die an ihrem unteren Ende durch
eine Nadelkxemme 15 befestigt ist.
Wie am besten in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, ist das untere Ende der Nadelstange 13 mit einem senkrecht
angeordneten, den Nadelkolben aufnehmenden Schlitz versehen* der allgemein mit l6 bezeichnet ist. Wie am besten
aus den Fig. 4 und 6 ersichtlich ist, ist ein zweiter
Schlitz 17 durch einen zylindrischen Wandteil der Nadelstange
13 hindurchgeführt und schneidet den ersten Schlitz
' "") 16, um einen den Nadelkolben aufnehmenden Sitz zu bilden,
& der wenigstens teilweise durch ein Paar sich schneidender
und im Winkel angeordneter ebener Wandungen l8 und I9 gebildet
ist. Die Nadelklemme 15 enthält einen Klemmteil 20, welcher den unteren Teil der Nadelstange I3 umgibt und ist
mit einer Eohrung 21 zur verschiebbaren Aufnahme der Nadelstange 15 versehen. Eine Nabe 22, die von dem Klemmteil 20
vorsteht, ist mit einer Gewindebohrung 2J versehen, in welcher
eine Flügelschraube 24 befestigt ist, deren innerer Endteil eine konische Form 25 hat. Eine Schraube 26 hält
das Nadelklemmenband 20 an der Nadelstange i.3 fest, wie in
Fig. 5 dargestellt ist.
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FIg. 2 zeigt die vorstehend beschriebene Nadelklemme,
welche zwei Nadeln 14-14 statt einer einzigen Nadel gemäß :"
Fig. 1 und 3 bis 6 aufnimmt.
Die Nadelklemme 15 oder eine andere geeignete Nadelklemme kann die dargestellte Nähnadel 14 aufnehmen, die
einen Kolben 27 aufweist, der als ein mit einer flachen Seite versehener kreisförmiger Zylinder ausgebildet ist,
wobei die abgeflachte Seite 28 an der der üblichen länglichen Nut 29 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, welche
in dem Schaft 33 vorgesehen und in der das übliche Fadenaufnahmeöhr 34 und die Nadelspitze 35 ausgebildet
sind. Die Nadel 14 selbst ist in dem den Nadelkolben 27 aufnehmenden Schlitz l6 so angeordnet, daß der abgeflachte
Teil 28 der Nadel 14 der ebenen Wand l8 der Nadelstange I3
benachbart liegt, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Wenn die Nadel 14 in dieser Stellung angeordnet ist, kann dann der
Bedienende die Flügelschraube 24 vorbewegen, so daß der konische Kopf 25 mit einer abgerundeten Umfangswand an
der Nadel 14 in Eingriff tritt und dadurch den Nadelkolben 27 in die Tasche oder den Sitz drückt, der durch die
im Winkel angeordneten Wandungen l8 und I9 gebildet ist. §'
Ein dauernd vorhandenes Problem besteht darin, daß der Be- gt
dienende es häufig als schwierig findet, die Nadel in der |,
Nadelklemme richtig anzuordnen, und er könnte den Halt an I der Nadel verlieren, so daß sie auf die darunter befind- |
liehe Fläche fällt und möglicherweise durch das Stichloch | in den inneren Arbeitsmechanismus der Nähmaschine fällt. |»
Die Geschicklichkeit des Bedienenden ist besonders bedeu- |; tungsvoll, wenn zwei solche Nadeln zum Nähen verwendet wer- |
den, wie in Fig. 2 dargestellt ist.
Die Fig. 4 und 5 zeigen, daß die Nadeln in der richtigen Höhe innerhalb der Nadelstange 13 vermittels der Schraube
26 angeordnet sind, welche als ein Widerlageranschlag | für die Nadel 14 dient, wenn sie nach oben in den Schlitz f.
16 eingeführt sind. |.
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Die nachstehend zu beschreibende Nadel vermeidet oder vermindert die oben erläuterten Nachteile, die sich bei
üblichen Nähnadeln herausgestellt haben, und das Neue liegt darin, daß sie magnetisiert und über ihrer Oberfläche mit
einer gewissen Dicke einer Goldplattierung versehen ist. Aus vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß es nicht
als erforderlich angesehen wird, die Theorie des Magnetismus im einzelnen zu diskutieren, und in dieser. Beziehung
darf auf die einschlägige Literatur verwiesen werden. Wie am besten in Fig. 6 dargestellt ist, enthält die Nadel
einen Hauptkb'rperteil j50 aus Stahl, wobei die übliche
Schicht einer Nickelplattierung Jl sich auf den üblichen
Nadeln befindet, sowie eine äußere Goldschicht, die mit dem Bezugszeichen J52 benannt ist (Fig. 6). Der Stahl ist
vorzugsweise ein gehärteter Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt. Unter den Vorteilen, die Nadel mit einer Goldauflage
oder Goldschicht zu versehen, sind diejenigen, daß sie das Aussehen der Nadel in ästhetischer Hinsicht verbessern,
eine bessere Sichtbarkeit für das Einfädeln schaffen, den Abnutzungswiderstand der Nadel erhöhen und, was
am wichtigsten ist, die Nadelstangenhaltekraft für die magnetisierte Nähnadel erhöhen.
Durch die Verwendung eines zweckentsprechenden Plattierungsverfahrens,
das nicht zur Erfindung gehört, kann die Goldschicht auf Nähnadeln beliebiger Ausführung aufgebracht
werden. Das Verfahren der Goldplattierung besteht im wesentlichen darin, daß die Nadelfläche kathodisch gereinigt
wird, indem die bisherige Nickelplattierung und die Goldplattierung aktiviert werden. Die Goldplattierung
enthält vorzugsweise eine Legierung (gewöhnlich 99*8 Gew.%
Gold, 0,2 Gew.% Kobalt) mit einer merklich höheren Härte als reines Gold (I2I-O bis 200 Knoop im Vergleich zu 70 bis
100). Die Goldmischung hat eine ausgezeichnete Adhäsion an die Nickelsubstratplattierung, und in Verbindung mit der
eigenen Härte der Platte schafft eine minimale Plattierungs
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dicke von etwa 20 Mlkrozoll einen ausreichenden Widerstand gegen Abnutzung für die normale Lebensdauer der Nadel.
Es wurde gefunden, daß durch Goldplattieren einer Nähnadel und nachfolgendes Magnetisieren die Kraft, welche erforderlich
ist, um die Nadel aus der Nadelstange herauszuziehen, bis etwa 40 % erhöht wird. Dieses Phänomen ergibt
sich wahrscheinlich aus dem höheren statischen Reibungskoeffizienten der Goldplattierung an den bearbeiteten Stahlflächen
der Nadelstange im Vergleich zu einer üblichen nickelplattierten Nadel. Dieses hat sich ebenfalls für
nickelplattierte im Gesenk gehärtete Nadelstangen sowohl als auch für chromplattierte in kaltem Zustand fertiggestellte
Stahl-Nadelstangen als richtig erwiesen. Beispielsweise zeigen Experimentalversuche, daß das Gold einen statischen
Reibungskoeffizienten von 1,2 gegen nickelplattierten Stahl hat, während sich herausgestellt hat, daß eine
nickelplattierte Nadel etwa 0,75 gegen die gleiche Nadelstange
hat. Wenn die goldplattierte magnetisierte Nadel in der Nadelstange lose angeordnet ist, wird die Herausziehkraft
F , welche erforderlich ist, um die magnetische Anzugskraft an die Nadelstange zu überwinden, durch den statischen
Reibungskoeffizienten jr der Nadelfläche 28 gegen die maschinell bearbeitete Stahl- oder plattierte Fläche
18 der Nadelstange IJ beeinflußt. Diese Kraft Fw ist das
Produkt des statischen Reibungskoeffizienten Jt und der normalen magnetischen Anzugskraft Fn, oder mit anderen
Worten ausgedrückt, ist Fw =
* Daher ist erkennbar,
daß eine Abziehkraft F in ihrer Größe größer ist als die
magnetische Anzugskraft Fn, wenn die beiden miteinander
in Berührung stehenden Materialien Oberflächen haben, welche einen Reibungskoeffizienten aufweisen, der größer als
1 ist. Bei der Erfindung, wobei das Gold als Vervielfachungsfaktor dient, war die Kraft, die erforderlich ist,
um die Nadel aus der Nadelstange herauszuziehen, größer als das Gewicht der Nadel an sich, und daher war die magne-
693Π8
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tische Anzugskraft ausreichend, tun d# Nädeir |n ijört jjnä
Stelle zu ha.Tten. Die Verwendung von anderen
Gold zum iindern der Anzugskraft P liegt im^ ^
Erfindurig vorausgesetzt, daß der Reibungskoeffizlent derart
ist, daß die Abziehkraft größer als das Gewi^Kt i
Nadel ist. Die Anzugskraft oder die gewöhnliche Kraft wird durch die Gleichung
TT
in Dyn bestimmt, wobei
B = die Flußdichte des Spaltes zwischen der Nadel und der
Nadelstange in Gauss, und
A = der Fläche des Spaltes zwischen der Nadel und der
2
Nadelstange in cm ist.
Nadelstange in cm ist.
Wie oben ausgeführt, wird die Nadel 14 in der Nadelstange
15 zur Hauptsache durch eine Reibkraft gehalten, wobei die magnetische Kfaft zwischen der permanent magnetisierten
Nadel und der im wesentlichen ebenen Wand 18 des Nadelstangenschlitzes l6 die flache Seite 28 des Nadelkolbens
27 gegen die Nadelstangenwand l8 hält, wie in Fig. 4 dargestellt ist.
Um einen magnetischen Kreis herzustellen, wie er beispielsweise durch die magnetische Flußverteilung in Fig. 5
dargestellt ist, wurde ein zweckentsprechendes Verfahren zum Magnetisieren der Nadel gewählt. Es gibt zwar zahlreiche
Methudon. z,B- die Verwendung eines Magnetisierers mit
einem permanenten Magneten, Gleichstrommagnetisierer, HaIbperioden-Magnetisierer,
um das gewünschte Ergebnis zu eis**
halten, die bevorzugte Ausführung enthält jedoch die Verwendung eines magnetischen Aufladers mit Kondensatorentladung
des Radio Frequency Laboratory (Model 107A), welcher auf dem Prinzip des Speicherns von Energie in einem Kondensator
während einer Zeitpeoode (höchstens mehrere Sekunden)
98178
basiert und dann die aufgespeicherte Energie durch einen zweckentsprechenden Teil, z.B. eine Spule in einer verhältnismäßig
kurzen Zeit, d.h. mehreren Millisekunden, abgegeben wird. Solche Vorrichtungen werden mit Spannungen von
etwa 115 V mit 50 bis 60 Hz aus Einphasenleitungen gespeist.
Dieses Verfahren ist insoweit vorteilhaft, als die Spule rings um beispielsweise einen Förderriemen angeordnet werden
und elektronisch betätigt werden kann, ein Verfahren, das für die Massenproduktion sehr gut geeignet ist. Weiterhin
können die zu magnetisierenden Nadeln in gesteuerter
Weise mit Bezug auf das magnetische Feld orientiert werden. Eine weitere Ausführungsmöglichkeit bestände darin, einzelne
Kästen mit Nadelkarten zu magnetisieren.
Es ist bekannt, daß, um einen Gegenstand, beispielsweise eine Nadel, zu magnetisieren, ein äußeres Feld angelegt
werden muß, so daß die ferromagnetischen Teilchen des Materials aus einer willkürlichen Lage mit Bezug auf
das angelegte Feld neu orientiert werden, und zu einem zusätzlichen Fluß beitragen, wodurch der magnetische Fluß,
der sich aus der von außen angelegten Feldkraft allein ergibt, verstärkt wird. Nachdem einmal diese Änderung vorgenommen
worden ist, ist es wichtig, daß der fertige magnetisierte Gegenstand nicht in seinen ursprünglichen Zustand
zurückmagnetisiert wird. Um daher eine permanent magnetisierte
Nadel zu erhalten, ist ein Kristallgefüge wesentlich,
welches einen Widerstand gegen Änderungen in dem magnetischen Zustand bewirkt. Die Fähigkeit eines Materials,
die Richtung seiner Atome so anzuordnen, daß ihre magnetischen Momente sich auf einem Maximum befinden, ist als
ferromagnetische Eigenschaft dieses Materials bekannt. Diese Eigenschaft verändert sich mit dem kristallographischen
Gefüge des Materials und seines Zustandes innerer Energie oder Spannung. Wenn beispielsweise Stahl mit hohem
Kohlenstoffgehalt abgeschreckt wird, um Martensit zu bilden, welches den Hauptteil der vorliegenden Nadelmischung
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- 10 -
aufbaut, wird der gewünschte Widerstand gegen Veränderung des magnetischen Zustandes hervorgerufen. Mit anderen Worten
ausgedrückt, das sich ergebende Martensit-Kristallgefüge
leistet einer Entmagnetisierung einen höheren Widerstand als andere allotropische kristallographische Gefüge des
Stahles der Nadel. Eine im wesentlichen permanente Magnetisierung von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt erfordert
ein Magnetisierungsfeld von im wesentlichen 600 Amperewindungen/Zoll
(300 Oersteds) zur Sättigung. Material dieser
Art muß, um entmagnetisiert zu werden, einem hohen von außen angelegten Feld entgegengesetzten Sinnes ausgesetzt
sein, um die Dichte seines Restflusses zu verringern, d.h. die Flußdichte B (Remanenz) bleibt, wenn das angelegte
Feld entfernt wird. Der Maßstab für die Permanenz der ferromagnetischen
Eigenschaft des Materials ist das Entmagnetisierungsfeld, welches notwendig ist* um die magnetische
Flußdichte B auf Null zu reduzieren, und wird als Koerzitivkraft bezeichnet.
Daher wird in der Nadel eine magnetische Induktion in Gauss induziert, wenn ein äußeres Gleichstromfeld oder ein
pulsierendes magnetisches Feld vorbestimmter Stärke angelegt wird. Wenn die Nadel aus dem Magnetfeld herausgenommen
wird, verbleibt eine magnetische Restinduktion B oder ein Teil dieser magnetischen Induktion in der Nadel. Wenn die
magnetisierte Nadel einem getrennten magnetischen Feld entgegengesetzten
Sinnes genähert wird oder ein anfänglich nicht magnetisiertes und magnetisierbares weiches oder hartes
Material berührt, z.B. die Nadelstange, wird die magnetische Restinduktion weiterhin vermindert, bis es eine Gleichgewichtslage
zu dem entgegengesetzten Feld oder mit dem magnetischen weichen oder harten Teil erreicht. Infolgedessen
wird durch das Einführen der Nadel unter diesen gleichen Bedingungen die magnetische Kraft nur um einen
minimalen Betrag vermindert. Daher ist für alle praktischen Zwecke ein Gleichgewichtszustand erreicht. Ihr magnetisierter
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Zustand verändert sich nurj wenn sie mit einem größeren
Feld in Berührung gebracht wird.
Bei der Magnetisierung von goldplattierten Nadeln er^o]gt dies vorzugsweise nach dem Verpacken der Nadeln,
da, wenn sie zuerst magnetisiert werden, würden die Nadeln
aneinanderhaften und wurden das Verpacken sehr
schwierig machen.
Weiterhin ist es vorzuziehen, die Nadeln in axialer Richtung zu magnetisieren, d.h. daß das äußere magnetische
E'eld in Übereinstimmung mit der Achse der Nadel und nicht
in einer Richtung senkrecht zur Achse angelegt wird (d.h. quer magnetisiert wird), um die größtmögliche Kraft F zu
erhalten, welche zum Herausziehen der Nadeln aus der Nadelstange erforderlich ist. Durch Magnetisieren der Nadeln
in axialer Richtung scheint, daß, da der Weg, der von den Flußlinien verfolgt wird, und der allgemein mit B in Fig.
5 bezeichnet ist, aus einem Pol der Nadel in die Luft eintritt, wo die Gegenwirkung für den Durchgang der Flußlinien
sehr hoch ist (Permeabilität der Luft, die eins ibt) und zurück in den anderen Pol, wodurch der magnetische Strom
kreis geschlossen wird, dieser sehr viel kürzer als für eine quer magnetisierte Nadel ist. Daher wird bei einer
quer magnetisieren Nadel die Länge des Nadelkolbens ein Pol, und es ist ein sehr kurzer Magnet mit großen Polflächen
vorhanden, woraus sich daher ein aßhr hoher Reluktanzweg ergibt, oder, mit anderen Worten ausgedrückt, ein Widerstand
für den Flußweg, wodurch die Haltekraft des Magneten, reduziert wird. Weiterhin kann die Reluktanz des magnetischen
Kreises den Wert "B " beeinflussen, da er Bereiche
S
enthalten kann, bei denen ein Leckfluß auftritt, wodurch
enthalten kann, bei denen ein Leckfluß auftritt, wodurch
sein Wert vermindert wird. Dies deutet datier an, daß, wenn
die Nadeln einleitend magnetisiert werden, die magnetisch stärkere Nadel eine solche ist, deren Richtung der Magnetisierung
den Weg geringsten Widerstandes (Reluktanz) für den magnetischen Stromkreis begünstigt, d.h. in axialer Richtung.
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- 12 -
Für die gleiche Größe des magnetisch induzierten Feldes hat die Nadel bei einem kleineren Reluktanzweg eine höhere
Restflußdichte B .
In Pig, 5 ist die goldplattierte Nadel 14 mit der Verteilung ihrer Flußdichte B dargestellt. Die Wirkung, welche
eine Veränderung im Querschnitt der Nadel auf die Flußdichte ausübt, ist aus dieser Figur erkennbar. Daher hat
der Nadelkolbenteil 27, der die größte Querschnittsfläche
der Nade^nat, natürlich die größte An^ahJ. Flußlinien. Da
die Flußdichte eine wesentliche Eigenschaft des Nadelmaterials ist, bleibt sie durch die Nadel an sich hindurch
konstant. Die Flußdichte der Nadel in Luft ist jedoch viel niedriger als wenn aie Nadel in eine Nadelstange eingeführt
ist. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß im erstgenannten Falle die Flußlinien einer Bahn hoher Reluktanz mit
einer sich daraus ergebenden Verminderung der magnetmotoriechen Kraft (MMK) folgen. In dem letztgenannten Fall ergibt
die hohe Permeabilität des Nadelstangenmaterials einen Weg
niedriger Reluktanz mit einer sich daraus ergebenden Vergrößerung der magnetomotorischen Kraft.
Die.Fig. 4, 5 und 6 geben eine typische Flußverteilung
wieder, nachdem v^ie magnetisierte Nadel der Fig. J5 in den
Nadelstangenschlitz 16 eingeführt worden ist. Die größte Konzentration der Flußlinien erscheint an der Zwischenfläche,
welche mit A zwischen der abgeflachten Seite 28 der Nadel 14 und der abgeflachten Wand der Nadelstange I^ liegt.
Wenn daher die Nadel in axialer Richtung magnetisiert und V
in der Nadelstange angeordnet ist, nehmen die Flußlinien vorherrschend den Weg geringster Reluktanz, welcher durch
den Stahl der Spitze des Nadelkolbens an der Nadel-Nadelstangenzwischenflache
geht. Die Flußdichte ist an dem und in der Nähe des Poles am höchsten und vermindert sich schnell
längs der abgeflachten Seite 28 des Nadelendes, wenn sie sich der neutralen magnetischen Achs« in dem Kolben der
Nadel nähert.
693Π82
Weiterhin ist der nlcht-ferromagnetische Spalt Ag zu
betrachten, da die Anzugskraft F eine Punktion von Ag ist.
Die Wirkung des Bereiches des Spaltes ist am kleinsten, wenn der Spalt sehr klein ist, (etwa 0,05 mm (0,002")),
weil dann die Fläche im wesentlichen der Berührungsbereich der abgeflachten Oberfläche 28 des Nadelkolbens 27 ist. Da
die maschinell bearbeitete Fläche des Nadelkolbens in wesentlichen gegen die Nadelstange bei "A" ruht, ist der
Spalt tatsächlich in diesem Bereich sehr klein, und die Gesamtwirkung des Bereiches iac im Vergleich zu der Flußdichte klein.
V ' Die Anzugskraft F kann aus der oben angezogenen For
mel berechnet oder wahlweise mit einem geeigneten Instrument gemessen werden. Wenn die Formel benutzt wird, muß
die Luftspaltfläche Ag zwischen der Nadel und den Nadelst
angenflachen genau bestimmt werden. Nachdem einmal die
Kraft F bekannt ist, kann die Abziehkraft F durch MuI-n
w
tiplizieren von M3 dem Reibungskoeffizienten des Materials
(Gold) zwischen der Außenfläche der Nadel relativ zur Fläche der Nadelstange, mit der Kraft F bestimmt werden. Es
ist ersichtlich, daß die Abziehkraft Fw eine direkte Funktion
sowohl des Reibungskoeffizienten M^ als auch der Fluß-
2
dichte Bn, ist. Wenn daher der Reibungskoeffizient die Ab-
dichte Bn, ist. Wenn daher der Reibungskoeffizient die Ab-
g
/ ziehkraft zu einem Punkt merklich erhöht, an welchem die
/ ziehkraft zu einem Punkt merklich erhöht, an welchem die
magnetische Kraft die Nähnadel an der Nadelstange im Vergleich zu dem Reibungskoeffizienten von 0,73 für die übliche
nickelplattierte Nadel hält, wird die Abziehkraft Fw
dementsprechend auf den gewünschten Haltewert erhöht, um die Ergebnisse gemäß der Erfindung zu erhalten.
Claims (5)
1. Nähmaschinennadel mit einem Kolben und einem Schaft, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähnadel (14)
zum Entwickeln eines magnetischen Feldes vorbestimmter Flußdichte magnetisiert ist, und einen resultierenden
magnetischen Anzugskraft-Vektor erzeugt, wobei wenigstens der Kolben der Nadel eine Schicht (32) aus außen
angelegtem Material zum beträchtlichen Erhöhen der normalen magnetischen Anzugskraft enthält, die durch die
magnetisierte Nähnadel entwickelt wird, wenn sie in die Nähe'zu anderem ferromagnetischen Material gebracht wird.
2. Nähmaschinennadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (32) eine Legierung enthält, die
zur Hauptsache aus Gold besteht.
3· Nähmaschinennadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Legierung aus wenigstens 99,8 % Gold und 0,2 % Kobalt besteht.
4. Nähmaschinennadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Nadel mit einer Schicht (32) aus
Gold versehen ist.
5. Nähnadel für Nähmaschinen mit einem Gehäuse und einer nadeltragenden in dem Gehäuse hin- und herbewegbar
) angeordneten Nadelstange, die mit einem Schlitz zur Aufnahme
eines Teiles der Nadel versehen ist, und die Nadel einen in dem Schlitz angeordneten Kolbenteil hat, dadurch gekenn-
■ zeichnet, daß die Nadel (14) magnetisiert ist, und daß wenig
stens der Kolben (27) der Nadel (14) mit einer Schicht (32)
B aus einem Material überzogen ist, die ein magnetisches Feld j
entwickelt, welches, wenn der Nadelkolben in dem Nadelstangenaufnahmeschlitz
angeordnet ist, eine magnetische Anzugskraft aufweist, die senkrecht relativ zur benachbarten Fläche
der Nadelstange angeordnet ist, und diese Materialschicht, wenn der Nadelkolben in dem Aufnahmeschlitz der
Nadelstange angeordnet ist, relativ zur benachbarten Nadel-
t I
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- 15 -
stangen*lache einen Ifeibungsleoeff:izientsn %φ,. w^vp
eine erförä^^liche Kraft entwicicelt wird,
aus der Nadelstange herauszuziehen, größer
der Nähnadel ist', derart daß die Nadelhaltelq^a^iäu
die Nadel in dem Aufnahmeschlitz der Nadelstange * halten.
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FR (1) | FR2017699A1 (de) |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1969-09-01 FR FR6929787A patent/FR2017699A1/fr not_active Withdrawn
- 1969-09-10 BR BR212330/69A patent/BR6912330D0/pt unknown
Also Published As
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