EP1069226B1 - Nähmaschinennadel mit verbesserter Schlingenbildung - Google Patents

Nähmaschinennadel mit verbesserter Schlingenbildung Download PDF

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EP1069226B1
EP1069226B1 EP00106095A EP00106095A EP1069226B1 EP 1069226 B1 EP1069226 B1 EP 1069226B1 EP 00106095 A EP00106095 A EP 00106095A EP 00106095 A EP00106095 A EP 00106095A EP 1069226 B1 EP1069226 B1 EP 1069226B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
needle
eye
thread
point
needle according
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
EP00106095A
Other languages
English (en)
French (fr)
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EP1069226A1 (de
Inventor
Hans-Kurt Wohnhas
Bernd Hillenbrand
Gerd Horn
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Groz Beckert KG
Original Assignee
Groz Beckert KG
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Filing date
Publication date
Application filed by Groz Beckert KG filed Critical Groz Beckert KG
Publication of EP1069226A1 publication Critical patent/EP1069226A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1069226B1 publication Critical patent/EP1069226B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B85/00—Needles

Definitions

  • the invention relates to a needle, in particular for mechanical penetration of a thread into sewing material.
  • a tufting needle for Known carpet making, which serves a staple fiber yarn to sting through a ground fabric and with the Staple fiber yarn to form loops.
  • the tufting needle has an approximately cylindrical shaft, the on an end is pointed. Near the top is formed obliquely to the needle central axis a funnel-shaped eye.
  • an air duct is provided with which the eye can be acted upon by compressed air.
  • the shaft is to the clamping side cylindrical and tapered towards the tip. The inclination of the eye to the longitudinal axis is about 30 °.
  • the looping is in this needle by the Effect of compressed air introduced into the eye. Other means for holding the thread loop are not seen.
  • Another tufting needle is known from EP 0187925. This is based on a tubular body, which is cut off obliquely to form a tip. At the opposite side of the slope is the tubular Base body also open, leaving a through the open interior running thread on the oblique arranged mouth surface of the tubular body can escape.
  • the eyelet thus formed has an oval Cross-section, due to a the tubular body The deformation along the eye changes.
  • On the open side of the tubular body opposite side is the tubular body flattened, so that formed a recess or groove is.
  • Another tufting needle is known from DE 2834738 C2 known.
  • This needle has a needle body with a flat Cross-section, resulting in one embodiment extends almost unchanged to an eye, the cross directed to the longitudinal axis of the needle and elongated oval is.
  • To the eye leads a gutter that considerably flatter than the thread.
  • the length of the eye is at this Embodiment about as large as the mouth of the eye at the two corresponding opposite one another Needle pages.
  • embodiment is a tufting needle with approximately spoon-shaped Head known.
  • the shaft extends a thread trough, their depth is less than the thread thickness and essential less than the eye width.
  • the eye is oval formed and extends across the tufting needle.
  • At the opposite side of the yarn channel is in Area of the eye and a subsequent shaft area a deflection provided.
  • From DE-OS 2412062 is also a sewing needle known to cooperate with a thread-gripper is set up.
  • the sewing needle serves to the upper thread to pierce through the fabric, with the forming Loop then held by a thread grab and enlarged becomes.
  • the sewing needle has a shaft with a thread groove whose depth is slightly greater than that smallest eye diameter, so that the thread. completely in the thread trough is running.
  • the eye extends to one arched path across the needle and widens thereby funnel-shaped.
  • the eye cross-section is set oval. Immediately following the eye is at the of facing away from the tip and the thread trough opposite Side a trough provided for the hook or gripper, who works with the needle.
  • the needle of the invention has a long, the thread good leading eye and one adjacent to the ⁇ hrausgang Bump for clamping the thread in the sewing material.
  • the eye is through a preferably straight passage formed at an acute angle to the needle longitudinal direction is inclined. This gives a low friction of the through the eye thread at the eye and a good Guiding the thread.
  • the needle according to the invention can therefore produce a loop which, when retracting the needle in its ideal way full training is maintained.
  • the use a gripper holding the sling is not required. This makes it possible, even threads in thicker Just stabbing textiles.
  • the height of the mats can be up to 40mm or more and does not have to be constant. This is, for example, in aircraft wings made of laminate material of the case.
  • the gripper is superfluous. This will the thread spared. It only runs the required amount of thread through the eye. In contrast, are at a Lockstitching process with each loop larger thread lengths through the eye to pull by means of a gripper Guide the formed loop around a bobbin case to be able to. The gripper therefore pulls a thread length through the eye, which then when tightening (knotting) of the Upper thread is withdrawn again. Running this way in the conventional sewing thread sections many times through the eye until it finally becomes part of the suture Come to rest.
  • the needle according to the invention allows avoidance such a thread load.
  • the needle according to the invention can be stable be formed. It is not a groove for a gripper required. Accordingly, the otherwise existing Cross-sectional weakening.
  • the needle according to claim 2 provides the same advantages.
  • the opening of the eye extends with a pointed Angle through the needle body and is therefore relatively long.
  • the circular cross section gives a good Thread guide and the thread is stabilized.
  • Needle for piercing thread in sewing material and looping which on the return stroke ideally full training is maintained, when the eye in a very acute angle aligned with the needle longitudinal direction is. If the input and the output of the Ears are axially offset from each other, leaving out Side view seen the entrance and the exit of the Do not overlap the needle (i.e., it leaves a positive one) Axial distance between the entrance and exit of the eye) the thread is a good guide and runs with less Friction through the eye. Thus, a thread take in the Needle return stroke avoided.
  • the eye is preferably cylindrical, which also serves the purpose mentioned.
  • the thread guide is also useful as long as possible ⁇ hrus, the Length L of the eye is preferably greater than the thickness of the Needle.
  • a leading to the eye groove on the shaft allows the thread guide and the almost frictionless retraction of the thread in the sewing material when the depth of the gutter approximately coincides with the eye diameter or larger as this one.
  • the thread trough can be a rectangular, have square or otherwise cross-section.
  • the eye is at its entrance at the of the thread trough bounded side preferably by an edge, the (slightly rounded and) on the outside of the needle is arranged.
  • the edge serves to guide the thread during the needle return stroke and causes an avoidance of friction between the thread and the sewing material. This will be a takeaway the thread through the needle during the return stroke avoided.
  • the acute angle with which the eye against the needle longitudinal direction is inclined is preferably smaller than 30 °. Better yet it is below 20 °, preferably below 15 °.
  • the distance set a value between the tip and the eye which is less than the length of the eye.
  • the comparatively large eye length results in a good thread guide and the comparatively small distance between tip and ⁇ hrausgang results in a large penetration depth of the thread. This is especially true if the distance between the Tip and the ⁇ hrausgang is less than half the ⁇ hrus.
  • the one provided in the vicinity of the exit of the eye Bump which is used to clamp the thread in or on the Material used, preferably has a height at About 80% of the diameter of the eye is. In this way if the thread in the needle hole is well held, without too much increase in friction. It results also, in comparison to a hollow needle a small Needle hole. This is, for example, for stapling or stabilizing Of carbon fiber mats advantage.
  • the hump it is considered advantageous to the hump to keep relatively short in the needle longitudinal direction, wherein it is preferably shorter than 80% of the length of the eye.
  • a rounded transition trained This can also be sensitive Threads are processed gently.
  • Kevlar threads can be inserted without damage.
  • a long straight, a substantially constant Cross-section having shank allows the piercing of threads also in thick layers of material.
  • the needle according to the invention several layers of material Grooving be fixed, the layers are not pierced Need to become.
  • the Needle 1 shows a needle 1 for piercing a thread 2 in sewing material 3 ( Figures 7 to 12) illustrated.
  • the Needle 1 has a shaft 4, which at one end in a Clamping part 5 and at its other, free end in one Head 6 passes.
  • the head 6 contains an eye 7 with the length L, whose details in particular from the figures 2 and 3 emerge.
  • the eye 7 is formed by a cylindrical bore 8, the bore center axis 9 at an acute angle from about 13 ° to the shaft longitudinal direction determining Longitudinal axis 11 of the needle 1 is.
  • the eye 7 and the bore 8 has an input 12 and an output 14 on.
  • the entrance 12 is in the longitudinal direction the needle 1 by a near-peak limitation or Edge 15 and a tip-distant boundary or edge 16 limited.
  • An extension the bore 8, which touches the edge 15, results in the Needle side 36 an imaginary point of intersection 35. The distance between this intersection 35 and the bottom 28 of the needle groove 27 is larger than the bore diameter.
  • the output 14 is by a near-edge 17 and a tip-distant edge 18 limited.
  • the entrance 12 and the output 14 are with respect to the axial direction of the Needle 1 spaced apart, i. between the edge 15 and the edge 18 is a positive distance exists.
  • the input 12 and the output 14 overlap each other not, i. they are in axially different places arranged.
  • the needle 1 Approximately in the area of the opening 14 begins the Head 6 of the needle 1 to a tip 21 to taper.
  • the needle In near the tip 21, the needle 1, as Figure 4 illustrates, a circular cross section.
  • the Tip 21 sets the position of the longitudinal central axis 11th firmly. With respect to this, the tip-side edge 17 is located the output 14 on a different side than the off-peak Edge 16 of the entrance 12.
  • the bore 8 extends completely from one side of the longitudinal central axis 11 the other.
  • the bore 8 has a circular cross-section on and is cylindrical.
  • the distance between the near-to-the-point Edge 17 of the output 14 and the tip 21 is preferably at most as large as the needle size and thus significantly shorter than the length of the bore. 8
  • the bore 8 goes to its tip distal edge 18th with a rounding into a hump 22 across, extending from a defined by the shaft 4 back 23 extends away.
  • the height of the hump 22 is preferably too about 80% of the diameter of the bore 8 set.
  • the bump 22 preferably has a short straight Section 24, with a rounding in against the Longitudinal axis 11 inclined portion 25 passes, the at the eye 7 connects. At the remote from the eye 7 Side passes over the section 24 in an area 26, the is inclined towards the longitudinal central axis 11. The transitions are each rounded.
  • a yarn channel 27 formed, extending from the chuck 5 to extends to the entrance 12 of the eye 7.
  • the thread groove 27 has, as shown in Figure 6, an approximately square Cross-section on.
  • the thread groove 27 is almost enough to the longitudinal central axis 11 of the shaft 4, by the way also preferably a substantially square Cross section has. Only in the area of the hump 22, the cross section is approximately rectangular, wherein the corners, i. the longitudinal edges of the shaft 4 throughout rounded.
  • FIGS. 7 to 9 the piercing of the thread 2 is shown illustrated by the fabric 3 in different stages of work.
  • FIG. 7 shows the sewing material 3, for example. through several layers of superimposed mats, For example. Carbon fiber mats, may be formed, with a ready trained loop 31.
  • the needle 1 is longitudinal of the fabric 3 one step further and is now in the direction indicated by an arrow 32 on the Sewing material 3 to move. With the tip 21, the needle 1 opens a stitch hole and pierces the fabric 3.
  • the thread lying on the fabric 3 2a are fixed by a holder 33.
  • the needle 1 pulls on the downstroke with her eye 7 by means of the rounded Edge 18 the thread 2 through the opened stitch hole, wherein the thread 2 runs friction in the thread groove 27.
  • the bump 22 fixes the thread 2 on the fabric and prevents already lying on the fabric 3, piercing Thread 2a is tightened.
  • a needle for piercing or piercing a thread 2 in or through fabric 3 has a preferably cylindrical, tilted flat against the needle longitudinal direction long eye on, at the thread exit side a hump is adjacent. This serves to clamp one in sewing material pierced thread in the stitch hole.
  • a needle 1 With such a construction allows a good low friction Guide the thread 2, allowing looping without additional Gripper is possible.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Sewing Machines And Sewing (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft eine Nadel, insbesondere zum maschinellen Einstechen eines Fadens in Nähgut.
Beim Nähen von Nähgut wird ein Faden, der sogenannte Oberfaden, mittels einer Nadel, die in der Nähe ihrer Spitze mit einem Öhr versehen ist, fortlaufend durch das Nähgut gestochen. Beim jeweiligen Zurückziehen der Nadel ergibt sich eine Schlinge, die von einem Schlingengreifer erfasst und durch die ein weiterer Faden, der sogenannte Unterfaden, gezogen wird. Es entsteht eine aus Ober- und Unterfaden bestehende Naht. Um den Unterfaden durch die Schlinge ziehen zu können, wird die Schlinge mit dem Schlingengreifer erfasst und vergrößert, um sie um eine Spulenkapsel herumzuziehen, in der sich der Unterfaden befindet. Dazu wird vom Schlingegreifer zunächst Oberfaden nachgezogen, der dann durch das Öhr wieder zurückgezogen wird. Der Oberfaden durchläuft deshalb das Öhr der Nadel vielmals und wird dadurch stark beansprucht.
Darüber hinaus existieren Nähvorgänge, bei denen der Oberfaden in oder durch das Nähgut gestochen wird, ohne dass ein Greifer den Faden und die sich bildende Schlinge beim Zurückziehen der Nadel festhält. Soll sich hier zuverlässig eine Schlinge bilden, muss der Faden durch Reibung zwischen ihm und dem Nähgut gehalten werden.
Aus der US-PS 3.523.510 ist eine Tufting-Nadel für die Teppichherstellung bekannt, die dazu dient, ein Stapelfasergarn durch ein Grundgewebe zu stechen und mit dem Stapelfasergarn Schlingen auszubilden. Die Tuftingnadel weist dazu einen etwa zylindrischen Schaft auf, der an einem Ende zugespitzt ist. In der Nähe der Spitze ist schräg zur Nadelmittelachse ein trichterförmiges Öhr ausgebildet. In der Tuftingnadel ist ein Luftkanal vorgesehen mit dem das Öhr mit Druckluft beaufschlagbar ist. Im Anschluss an das Öhr sind an beiden einander gegenüberliegenden Seiten der Tuftingnadel flache Rinnen ausgebildet, deren Tiefe geringer ist als der kleinste Durchmesser des Öhrs. Im Anschluss an das Öhr ist der Schaft zur Einspannseite hin zylindrisch und zur Spitze hin kegelförmig ausgebildet. Die Neigung des Öhrs zur Längsachse beträgt etwa 30°.
Die Schlingenbildung wird bei dieser Nadel durch die Wirkung der in das Öhr eingeführten Druckluft unterstützt. Andere Mittel zum Festhalten der Fadenschlinge sind nicht ersichtlich.
Eine weitere Tuftingnadel ist aus der EP 0187925 bekannt. Diese geht von einem rohrförmigen Grundkörper aus, der zur Ausbildung einer Spitze schräg abgeschnitten ist. An der der Schräge gegenüberliegenden Seite ist der rohrförmige Grundkörper ebenfalls geöffnet, so dass ein durch den geöffneten Innenraum laufender Faden an der schräg angeordneten Mündungsfläche des rohrförmigen Grundkörpers austreten kann. Das so gebildete Öhr weist einen ovalen Querschnitt auf, der infolge einer dem rohrförmigen Grundkörper erteilten Deformation entlang des Öhrs wechselt. Auf der der offenen Seite des rohrförmigen Grundkörpers gegenüberliegenden Seite ist der rohrförmige Grundkörper abgeflacht, so dass eine Einbuchtung oder Hohlkehle ausgebildet ist.
Eine weitere Tuftingnadel ist aus der DE 2834738 C2 bekannt. Diese Nadel weist einen Nadelgrundkörper mit flachem Querschnitt auf, der sich in einer Ausführungsform nahezu unverändert bis zu einem Öhr erstreckt, das quer zur Längsachse der Nadel gerichtet und länglich oval ausgebildet ist. Zu dem Öhr führt eine Rinne, die erheblich flacher ist als der Faden. Die Länge des Öhrs ist bei dieser Ausführungsform etwa so groß wie die Mündung des Öhrs an den beiden entsprechenden einander gegenüberliegenden Nadelseiten.
Bei einer abgewandelten, aus der genannten DE 2834738 C2 vorbekannten, Ausführungsform (Figur 5 der Patentschrift) ist eine Tuftingnadel mit ungefähr löffelförmigem Kopf bekannt. Entlang des Schafts erstreckt sich eine Fadenrinne, deren Tiefe geringer als die Fadendicke und wesentlich geringer als die Öhrbreite ist. Das Öhr ist oval ausgebildet und erstreckt sich quer durch die Tuftingnadel. An der der Fadenrinne gegenüberliegenden Seite ist im Bereich des Öhrs und eines sich anschließenden Schaftbereichs eine Ausbiegung vorgesehen.
Ähnliche Tuftingnadeln gehen aus der DE 3002345 C2, der US-PS 4.502.403 und der US-PS 4.233.917 hervor.
Aus der DE-OS 2412062 ist darüber hinaus eine Nähnadel bekannt, die zum Zusammenwirken mit einem Fadengreifer eingerichtet ist. Die Nähnadel dient dazu, den Oberfaden durch das Nähgut zu stechen, wobei die sich bildende Schlinge dann von einem Fadengreifer gehalten und vergrößert wird. Die Nähnadel weist einen Schaft mit einer Fadenrinne auf, deren Tiefe geringfügig größer ist als der kleinste Öhrdurchmesser, so dass der Faden.vollständig in der Fadenrinne läuft. Das Öhr erstreckt sich auf einem bogenförmigen Weg quer durch die Nadel und erweitert sich dabei trichterförmig. Der Öhrquerschnitt ist oval festgelegt. Unmittelbar anschließend an das Öhr ist an der von der Spitze abgewandten und der Fadenrinne gegenüberliegenden Seite eine Mulde für den Haken oder Greifer vorgesehen, der mit der Nadel zusammenarbeitet.
Hiervon ausgehend ist es Aufgabe der Erfindung, eine Nadel mit verbesserter Schlingenbildung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird mit einer Nadel gelöst, die die Merkmale der Patentansprüche 1 oder 2 aufweist.
Die erfindungsgemäße Nadel weist ein langes, den Faden gut führendes Öhr sowie einen dem Öhrausgang benachbarten Höcker zum Festklemmen des Fadens im Nähgut auf. Das Öhr wird durch einen vorzugsweise geraden Durchgang gebildet, der im spitzen Winkel gegen die Nadellängsrichtung geneigt ist. Dies ergibt eine geringe Reibung des durch das Öhr laufenden Fadens an dem Öhr und eine gute Führung des Fadens.
In Verbindung mit dem an dem Nadelrücken angeordneten Höcker wird ein Zurückziehen des Fadens durch das Nadelöhr und somit ein Zusammenziehen der von der Nadel beim Einstichvorgang erzeugten Fadenschlinge vermieden. Mit der erfindungsgemäßen Nadel kann deshalb eine Schlinge erzeugt werden, welche beim Zurückziehen der Nadel in ihrer idealerweise vollen Ausbildung erhalten bleibt. Der Einsatz eines Greifers, der die Schlinge festhält, ist nicht erforderlich. Dadurch wird es möglich, auch Fäden in dickere Textilien lediglich einzustechen. Bspw. können mehrere Lagen Material, z.B. Kohlefasermatten, fixiert werden. Es wird dann nur mit einem Oberfaden ohne Unterfaden gearbeitet. Die Höhe der Matten kann bis zu 40mm oder mehr betragen und muss nicht konstant sein. Dies ist bspw. bei Flugzeugtragflächen aus Laminatmaterial der Fall. Hierbei ist von Bedeutung, dass durch diese Art der Stabilisierung ohne Unterfaden die Kohlefasermatten nicht beschädigt werden und dass die Höhe des Nähguts nicht durch eine Verknotung mit einem Unterfaden beeinflusst wird. Dies kann bei einer herkömmlichen Steppstichnaht mit Oberfaden und mit diesem verknoteten Unterfaden nicht sichergestellt werden. Die Verfestigung des durch den Einstichvorgang stabilisierten Schichtmaterials kann, wenn die Matten vorimprägniert sind, durch einen Wärmeprozess erfolgen. Somit können Schlingen gebildet werden, ohne dass das Öhr der Nadel komplett durch das Nähgut sticht.
Ein weiterer Vorteil liegt dem Wegfall des Verknotungsprozess. Der Greifer ist überflüssig. Dadurch wird der Faden geschont. Es läuft lediglich der benötigte Fadenanteil durch das Öhr. Demgegenüber sind bei einem Steppstichvorgang bei jeder Schlingenbildung größere Fadenlängen durch das Öhr zu ziehen, um mittels eines Greifers die gebildete Schlinge um eine Spulenkapsel herumführen zu können. Der Greifer zieht deshalb eine Fadenlänge durch das Öhr, die dann beim Festziehen (Verknoten) des Oberfadens wieder zurückgezogen wird. Auf diese Weise laufen beim herkömmlichen Nähvorgang Fadenabschnitte vielfach durch das Öhr, bis sie letztendlich als Teil der Naht zur Ruhe kommen. Die erfindungsgemäße Nadel gestattet die Vermeidung einer solchen Fadenbelastung.
Darüber hinaus kann die erfindungsgemäße Nadel stabil ausgebildet werden. Es ist keine Hohlkehle für einen Greifer erforderlich. Entsprechend entfällt die sonst vorhandene Querschnittsschwächung.
Die Nadel nach Anspruch 2 erbringt die gleichen Vorteile. Die Öffnung des Öhrs erstreckt sich mit einem spitzen Winkel durch den Nadelkörper und wird dadurch relativ lang. Der kreisförmige Querschnitt ergibt dabei eine gute Fadenführung und der Faden wird stabilisiert.
Eine besonders gute Eignung der erfindungsgemäßen Nadel zum Einstechen von Faden in Nähgut und Schlingenbildung, welche beim Rückhub in idealerweise voller Ausbildung erhalten bleibt, ergibt sich, wenn das Öhr in einem sehr spitzen Winkel zu der Nadellängsrichtung ausgerichtet ist. Wenn dabei der Eingang und der Ausgang des Öhrs axial gegeneinander versetzt sind, so dass sich aus Seitenrichtung gesehen der Eingang und der Ausgang der Nadel nicht überschneiden (d.h. es verbleibt ein positiver Axialabstand zwischen Eingang und Ausgang des Öhrs), erhält der Faden eine gute Führung und läuft mit geringer Reibung durch das Öhr. Somit wird eine Fadenmitnahme beim Nadelrückhub vermieden.
Das Öhr ist vorzugsweise zylindrisch ausgebildet, was ebenfalls dem genannten Zweck dient. Der Fadenführung dienlich ist auch eine möglichst große Öhrlänge, wobei die Länge L des Öhrs vorzugsweise größer ist als die Dicke der Nadel.
Eine zu dem Öhr führende Rinne an dem Schaft ermöglicht die Fadenführung und das nahezu reibungsfrei Einziehen des Fadens in das Nähgut, wenn die Tiefe der Rinne etwa mit dem Öhrdurchmesser übereinstimmt oder größer ist als dieser. Die Fadenrinne kann dabei einen rechteckigen, quadratischen oder auch anderweitigen Querschnitt aufweisen.
Das Öhr ist an seinem Eingang an der von der Fadenrinne abliegenden Seite vorzugsweise durch eine Kante begrenzt, die (etwas verrundet und) an der Nadelaußenseite angeordnet ist. Die Kante dient der Fadenführung beim Nadelrückhub und bewirkt eine Vermeidung von Reibung zwischen dem Faden und dem Nähgut. Dadurch wird eine Mitnahme des Fadens durch die Nadel beim Rückhub vermieden.
Der spitze Winkel, mit dem das Öhr gegen die Nadellängsrichtung geneigt ist, ist vorzugsweise kleiner als 30°. Besser noch liegt er unter 20°, vorzugsweise unter 15°.
Weiter wird es als zweckmäßig angesehen, den Abstand zwischen der Spitze und dem Öhr auf einen Wert festzulegen, der geringer ist als die Länge des Öhrs. Die vergleichsweise große Öhrlänge ergibt eine gute Fadenführung und der vergleichsweise geringe Abstand zwischen Spitze und Öhrausgang ergibt eine große Einstichtiefe des Fadens. Dies gilt insbesondere, wenn der Abstand zwischen der Spitze und dem Öhrausgang geringer ist als die halbe Öhrlänge.
Der in Nachbarschaft des Ausgangs des Öhrs vorgesehene Höcker, der zum Festklemmen des Fadens in oder an dem Nähgut dient, weist vorzugsweise eine Höhe auf, die bei etwa 80% des Durchmessers des Öhrs liegt. Auf diese Weise ergibt sich ein gutes Festhalten des Fadens in dem Stichloch, ohne eine zu große Erhöhung der Reibung. Es ergibt sich außerdem im Vergleich zu einer Hohlnadel ein kleines Stichloch. Dies ist bspw. für das Heften bzw. Stabilisieren von Kohlefasermatten von Vorteil.
Außerdem wird es als vorteilhaft angesehen, den Höcker in Nadellängsrichtung relativ kurz zu halten, wobei er vorzugsweise kürzer als 80% der Länge des Öhrs ist.
Zwischen dem Höcker und dem Öhr ist vorzugsweise ein verrundeter Übergang ausgebildet. Damit können auch empfindliche Fäden schonend verarbeitet werden. Insbesondere können Kevlarfäden beschädigungsfrei eingestochen werden.
Ein langer gerader, einen im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisender Schaft ermöglicht das Einstechen von Fäden auch in dicke Nähgutschichten. Bspw. können mit der erfindungsgemäßen Nadel mehrere Lagen Material durch Einstechen fixiert werden, wobei die Lagen nicht durchstochen werden müssen.
Weitere Einzelheiten von vorteilhaften Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Zeichnung, der Beschreibung oder von Unteransprüchen.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung veranschaulicht. Es zeigen:
  • Fig. 1 die erfindungsgemäße Nadel in einer Draufsicht,
  • Fig. 2 die erfindungsgemäße Nadel in einer Seitenansicht,
  • Fig. 3 die Nadel nach den Figuren 1 und 2, in einer ausschnittsweisen Längsschnittdarstellung, in einem anderen Maßstab,
  • Fig. 4 die Nadel nach Figur 3, geschnitten entlang der Linie IV-IV in Figur 3,
  • Fig. 5 die Nadel nach den Figuren 1 und 2, in einer Vorderansicht mit Blickrichtung auf die Nadelspitze,
  • Fig. 6 die Nadel nach Figur 2, geschnitten entlang der Linie VI-VI in einem anderen Maßstab,
  • Fig. 7 eine erfindungsgemäße Nadel nach Beendigung eines Durchstechvorgangs vor Beginn des nächstfolgenden, in schematisierter, längs geschnittener Darstellung,
  • Fig. 8 die Nadel beim Ein- und Durchstechen eines Fadens durch Nähgut, vor ihrem unteren Totpunkt in längs geschnittener, schematisierter Darstellung,
  • Fig. 9 die Nadel beim Rückhub, in schematisierter, längs geschnittener Darstellung,
  • Fig. 10 die erfindungsgemäße Nadel nach dem Einstechen eines Fadens in Nähgut, unmittelbar vor dem nächsten Einstechvorgang, in längs geschnittener, schematisierter Darstellung,
  • Fig. 11 die Nadel beim Einstechen eines Fadens in Nähgut, vor ihrem unteren Totpunkt, in längs geschnittener, schematisierter Darstellung, und
  • Fig. 12 die Nadel beim Einstechen eines Fadens in Nähgut beim Rückhub, in schematisierter, längs geschnittener Darstellung.
    • In Figur 1 ist eine Nadel 1 zum Einstechen eines Fadens 2 in Nähgut 3 (Figuren 7 bis 12) veranschaulicht. Die Nadel 1 weist einen Schaft 4 auf, der an einem Ende in ein Einspannteil 5 und an seinem anderen, freien Ende in einen Kopf 6 übergeht. Der Kopf 6 enthält ein Öhr 7 mit der Länge L, dessen Einzelheiten insbesondere aus den Figuren 2 und 3 hervorgehen.
    Das Öhr 7 wird durch eine zylindrische Bohrung 8 gebildet, deren Bohrungsmittelachse 9 in einem spitzen Winkel von etwa 13° zu einer die Schaftlängsrichtung bestimmenden Längsmittelachse 11 der Nadel 1 steht. Das Öhr 7 bzw. die Bohrung 8 weist einen Eingang 12 und einen Ausgang 14 auf. Der Eingang 12 wird bezüglich der Längsrichtung der Nadel 1 durch eine spitzennahe Begrenzung oder Kante 15 und eine spitzenferne Begrenzung oder Kante 16 begrenzt. Zwischen der Bohrung 8 und der Nadelseite 36, die der Fadenrinne 27 zugeordnet ist, ergibt sich ein Materialbereich 15a, dessen Querschnitt ausgehend von der Kante 15 zu der Spitze 21 hin zunimmt. Eine Verlängerung der Bohrung 8, die die Kante 15 berührt, ergibt mit der Nadelseite 36 einen gedachten Schnittpunkt 35. Der Abstand zwischen diesem Schnittpunkt 35 und dem Boden 28 der Nadelrinne 27 ist größer als der Bohrungsdurchmesser.
    Der Ausgang 14 wird durch eine spitzennahe Kante 17 und eine spitzenferne Kante 18 begrenzt. Der Eingang 12 und der Ausgang 14 sind bezüglich der Axialrichtung der Nadel 1 voneinander beabstandet, d.h. zwischen der Kante 15 und der Kante 18 ist ein positiver Abstand vorhanden. Der Eingang 12 und der Ausgang 14 überschneiden einander nicht, d.h. sie sind an axial unterschiedlichen Stellen angeordnet.
    Ungefähr im Bereich der Öffnung 14 beginnt sich der Kopf 6 der Nadel 1 zu einer Spitze 21 hin zu verjüngen. In der Nähe der Spitze 21 weist die Nadel 1, wie Figur 4 veranschaulicht, einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Spitze 21 legt dabei die Lage der Längsmittelachse 11 fest. Bezüglich dieser liegt die spitzenseitige Kante 17 des Ausgangs 14 auf einer anderen Seite als die spitzenferne Kante 16 des Eingangs 12. Trotz geringer Neigung gegen die Längsmittelachse 11 erstreckt sich die Bohrung 8 vollständig von einer Seite der Längsmittelachse 11 auf die andere.
    Die Bohrung 8 weist einen kreisförmigen Querschnitt auf und ist zylinderförmig. Der Abstand zwischen der spitzennahen Kante 17 des Ausgangs 14 und der Spitze 21 ist vorzugsweise höchstens so groß wie die Nadelstärke und somit deutlich kürzer als die Länge der Bohrung 8.
    Die Bohrung 8 geht an ihrer spitzenfernen Kante 18 mit einer Rundung in einen Höcker 22 über, der sich von einem von dem Schaft 4 definierten Rücken 23 weg erstreckt. Die Höhe des Höckers 22 ist dabei vorzugsweise zu etwa 80% des Durchmessers der Bohrung 8 festgelegt.
    Der Höcker 22 weist vorzugsweise einen kurzen geraden Abschnitt 24 auf, der mit einer Rundung in einen gegen die Längsmittelachse 11 geneigten Bereich 25 übergeht, der an das Öhr 7 anschließt. An der von dem Öhr 7 abliegenden Seite geht der Abschnitt 24 in einen Bereich 26 über, der gegen die Längsmittelachse 11 geneigt ist. Die Übergänge sind jeweils verrundet.
    An der dem Höcker 22 gegenüberliegenden Schaftseite ist, wie aus Figur 2 und 3 ersichtlich ist, eine Fadenrinne 27 ausgebildet, die sich von dem Einspannteil 5 bis zu dem Eingang 12 des Öhrs 7 erstreckt. Die Fadenrinne 27 weist, wie aus Figur 6 hervorgeht, einen etwa quadratischen Querschnitt auf. Die Fadenrinne 27 reicht dabei fast bis zu der Längsmittelachse 11 des Schafts 4, der im Übrigen ebenfalls einen vorzugsweise im Wesentlichen quadratischen Querschnitt aufweist. Lediglich im Bereich des Höckers 22 ist der Querschnitt ungefähr rechteckig, wobei die Ecken, d.h. die Längskanten des Schafts 4 durchgehend verrundet sind.
    Mit der insoweit beschriebenen Nadel 1 wird ein Einstech- oder Nähvorgang folgendermaßen durchgeführt:
    In Figur 7 bis 9 ist das Durchstechen des Fadens 2 durch das Nähgut 3 in verschiedenen Arbeitsstadien veranschaulicht. Figur 7 zeigt dabei das Nähgut 3, das bspw. durch mehrere Schichten übereinanderliegender Matten, bspw. Kohlefasermatten, gebildet sein kann, mit einer fertig ausgebildeten Schlinge 31. Die Nadel 1 hat sich längs des Nähguts 3 einen Schritt weiterbewegt und wird nun in der durch einen Pfeil 32 bezeichneten Richtung auf das Nähgut 3 zu bewegt. Mit der Spitze 21 öffnet die Nadel 1 ein Stichloch und durchsticht das Nähgut 3. Wie Figur 8 veranschaulicht, kann der auf dem Nähgut 3 liegende Faden 2a dabei durch einen Halter 33 fixiert werden. Die Nadel 1 zieht beim Abwärtshub mit ihrem Öhr 7 mittels der verrundeten Kante 18 den Faden 2 durch das geöffnete Stichloch, wobei der Faden 2 reibungsarm in der Fadenrinne 27 läuft. Auch der Höcker 22 fixiert den Faden 2 an dem Nähgut und verhindert, dass bereits auf dem Nähgut 3 liegender, eingestochender Faden 2a nachgezogen wird.
    Beim Rückhub der Nadel 1 in der in Figur 9 durch einen Pfeil 34 bezeichneten Richtung, drückt der Höcker 22 den Faden 2 an die Wandung des Stichlochs, d.h. an das Nähgut 3 an. Die gebildete Schlinge 31 bleibt dabei frei unterhalb des Nähguts 3 stehen. Der Faden liegt spielfrei in dem Öhr 7 und in der Fadenrinne 27. Er läuft im Wesentlichen gestreckt durch das Öhr 7, wobei die runde, in Fadenlaufrichtung geneigte Bohrung 8 dem Faden eine gewisse Stabilität verleiht. Die Kante 15 bewegt den Faden 2 in Richtung des Öhrs 7 und verhindert eine Berührung zwischen dem Faden 2 und dem Nähgut 3 ab. Dies fördert die Schlingenbildung der erfindungsgemäßen Nadel 1. Die geringe Reibung zwischen dem Faden und dem runden, in Fadenlaufrichtung geneigten Öhr 7, unterstützt die Schlingenbildung zusätzlich. Es wird kein Greifer benötigt, der die Schlinge 31 festhält und um eine Spulenkapsel wickelt. Somit wird beim Einstich der benötigte Faden 2 komplett von einer Spule abgezogen. Der die Schlinge 31 bildende Faden 2 durchläuft das Öhr 7 nur einmal. Ist die Schlinge 31 fertig ausgebildet, werden damit mehrere Nähgutschichten stabilisiert. Dabei ermöglicht die erfindungsgemäße Nadel eine kontrollierte Schlaufenbildung.
    In Figur 10 bis 12 ist das Einstechen des Fadens 2 in ein dickeres Nähgut 3 veranschaulicht, das von der Nadel 1 nicht durchstochen wird. Der Einstichvorgang stimmt ansonsten weitgehend mit dem vorbeschriebenen Vorgang überein. Allerdings werden keine Schleifen bzw. Schlingen unter dem Nähgut 3 ausgebildet, sondern der eingestochene Faden 2 bleibt in dem Stichloch stecken. Dieser Zustand ist in Figur 10 für einen vorangegangenen Einstichvorgang veranschaulicht. Die Nadel 1 beginnt in Figur 10 mit einer Einstichrichtung gemäß Pfeil 32 einen neuen Stichvorgang. Dieser ist im Weiteren in Figur 11 veranschaulicht. Wie ersichtlich, zieht das Öhr 7 mittels der abgerundeten Kante 18 den Faden 2 in das Nähgut 3 ein. Bei dem Rückhub gemäß Figur 12 in Richtung des Pfeils 34, bleibt der Faden 2 in dem Stichloch stecken, indem er reibschlüssig gehalten ist. Die vergleichsweise geringere Reibung zwischen dem Faden 2 und der Nadel 1 gestattet, dass diese aus dem Stichloch in Richtung des Pfeils 34 herausgezogen wird, ohne den Faden 2 mitzunehmen.
    Eine Nadel für das Ein- oder Durchstechen eines Fadens 2 in oder durch Nähgut 3 weist ein vorzugsweise zylindrisches, flach gegen die Nadellängsrichtung geneigtes langes Öhr auf, dem an der Fadenaustrittsseite ein Höcker benachbart ist. Dieser dient dem Festklemmen eines in Nähgut eingestochenen Fadens in dem Stichloch. Eine Nadel 1 mit einem solchen Aufbau gestattet eine gute reibungsarme Führung des Fadens 2, so dass Schlingenbildung ohne zusätzliche Greifer möglich ist.
    Liste der Bezugszeichen:
    1
    Nadel
    2,2a
    Faden
    3
    Nähgut
    4
    Schaft
    5
    Einspannteil
    6
    Kopf
    7
    Öhr
    8
    Bohrung
    9
    Bohrungsmittelachse
    11
    Längsmittelachse
    12
    Eingang
    14
    Ausgang
    15
    spitzennahe Kante d. Eingangs
    16
    spitzenferne Kante d. Eingangs
    17
    spitzennahe Kante des Ausgangs
    18
    spitzenferne Kante des Ausgangs
    21
    Spitze
    22
    Höcker
    23
    Rücken
    24
    Abschnitt
    25
    Bereich
    26
    Bereich
    27
    Fadenrinne
    28
    Boden
    31
    Schlinge
    32
    Pfeil
    33
    Halter
    34
    Pfeil
    35
    Schnittpunkt
    36
    Nadelseite
    L
    Länge

    Claims (21)

    1. Nadel (1), insbesondere zum maschinellen Einstechen eines Fadens (2) in Nähgut (3),
      mit einem Nadelkörper, zu dem ein länglicher Schaft (4) mit einer Spitze (21) gehört, der ein Öhr (7) aufweist, das sich mit einem spitzen Winkel zur Schaftlängsrichtung (11) geneigt durch diesen erstreckt, wobei das Öhr (7) einen Eingang (12) und einen Ausgang (14) aufweist, die jeweils eine spitzennahe Begrenzung (15, 17) und eine spitzenferne Begrenzung (16, 18) aufweisen und die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Schafts (4) derart angeordnet sind, dass zwischen der spitzennahen Begrenzung (15) des Eingangs (12) und der spitzenfernen Begrenzung (18) des Ausgangs (14) ein positiver Abstand verbleibt, und
      mit einem an dem Nadelkörper in Nachbarschaft des Ausgangs (14) des Öhrs (7) ausgebildeten Höcker (22), der sich seitlich von dem Schaft (4) weg erstreckt.
    2. Nadel (1), insbesondere zum maschinellen Einstechen eines Fadens (2) in Nähgut (3),
      mit einem Nadelkörper, zu dem ein länglicher Schaft (4) mit einer Spitze (21) gehört, der ein Öhr (7) aufweist, das sich zur Schaftlängsrichtung (11) mit einem spitzen Winkel geneigt durch diesen erstreckt, wobei das Öhr (7) einen kreisförmigen Querschnitt aufweist, und
      mit einem an dem Nadelkörper in Nachbarschaft des Ausgangs (14) des Öhrs (7) ausgebildeten Höcker (22), der sich seitlich von dem Schaft (4) weg erstreckt.
    3. Nadel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Öhr (7) einen Eingang (12) und einen Ausgang (14) aufweist, die jeweils eine spitzennahe Begrenzung (15, 17) und eine spitzenferne Begrenzung (16, 18) aufweisen und die auf einander gegenüberliegenden Seiten des Schafts (4) derart angeordnet sind, dass zwischen der spitzennahen Begrenzung (15) des Eingangs (12) und der spitzenfernen Begrenzung (18) des Ausgangs (14) ein positiver Abstand verbleibt.
    4. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Öhr (7) zylindrisch ausgebildet ist.
    5. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Öhr eine Länge (L) aufweist, die größer ist als die Dicke der Nadel.
    6. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Nadel (1) an ihrem Schaft (4) eine zu dem Öhr (7) führende Fadenrinne (27) aufweist, wobei sich die Rinne (27) parallel zu der Nadellängsrichtung (11) erstreckt.
    7. Nadel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenrinne (27) eine Tiefe aufweist, die im wesentlichen mit dem Durchmesser des Öhrs (7) übereinstimmt.
    8. Nadel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenrinne (27) einen im wesentlichen rechteckigen, vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt aufweist.
    9. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das Öhr (7) an seinem Eingang (12) zu der Spitze (21) hin begrenzende Kante (15) an der Nadelaußenseite angeordnet ist.
    10. Nadel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine gedachte, die Kante (15) berührende Verlängerung einer Bohrung (8), die das Öhr (7) bildet, mit einer Nadelseite (36), in der eine Nadelrinne (27) vorgesehen ist, einen Schnittpunkt (35) ergibt, wobei der Abstand zwischen diesem Schnittpunkt (35) und dem Boden (28) der Nadelrinne (27) größer ist als der Durchmesser der Bohrung (8).
    11. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel zwischen einer Bohrungsmittelachse (9) des Öhrs (7) und der Längsmittelachse (11) kleiner als 30° ist.
    12. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel zwischen einer Bohrungsmittelachse (9) des Öhrs (7) und der Längsmittelachse (11) kleiner als 20° ist.
    13. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der spitze Winkel zwischen einer Bohrungsmittelachse (9) des Öhrs (7) und der Längsmittelachse (11) kleiner als 15° ist.
    14. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spitze (21) und dem Öhr (7) ein Abstand festgelegt ist, der geringer ist als die Länge des Öhrs (7).
    15. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Spitze (21) und dem Öhr (7) ein Abstand festgelegt ist, der geringer als die halbe Länge des Öhrs (7) und/oder kleiner als die Nadelstärke ist.
    16. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Öhr (7) mit seinem Eingang (12) bezüglich einer sich in Längsrichtung der Nadel (1) erstreckenden, durch die Spitze (21) gehenden Linie (Längsmittelachse 11) vollständig auf einer anderen Seite angeordnet ist als mit seinem Ausgang (14).
    17. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Höcker (22) eine quer zu der Längsrichtung (Längsmittelachse 11) der Nadel (1) zu messende Höhe aufweist, die vorzugsweise weniger als 80% des Durchmessers des Öhrs (7) beträgt.
    18. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Höcker (22) eine längs zu der Längsrichtung (Längsmittelachse 11) der Nadel (1) zu messende Länge aufweist, die vorzugsweise weniger als 80% der Länge des Öhrs (7) beträgt.
    19. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Höcker (22) und dem Öhr (7) ein verrundeter Übergang ausgebildet ist.
    20. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (4) gerade ausgebildet ist und im Anschluss an den Höcker (22) eine Länge mit konstantem Querschnitt aufweist, die ein Mehrfaches der Öhrlänge beträgt.
    21. Nadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaft (4) einen rechteckigen, vorzugsweise einen quadratischen Querschnitt aufweist.
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