EP4015692B1 - Nähmaschinennadel mit ausnehmung - Google Patents

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EP4015692B1
EP4015692B1 EP20214663.5A EP20214663A EP4015692B1 EP 4015692 B1 EP4015692 B1 EP 4015692B1 EP 20214663 A EP20214663 A EP 20214663A EP 4015692 B1 EP4015692 B1 EP 4015692B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
recess
height
sewing machine
needle
machine needle
Prior art date
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Active
Application number
EP20214663.5A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4015692A1 (de
EP4015692C0 (de
Inventor
Kai-Uwe Haug
Bernd Eugen Hillenbrand
Florian PEROTTI
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to ES20214663T priority Critical patent/ES2955796T3/es
Application filed by Groz Beckert KG filed Critical Groz Beckert KG
Priority to EP20214663.5A priority patent/EP4015692B1/de
Priority to PL20214663.5T priority patent/PL4015692T3/pl
Priority to US18/265,853 priority patent/US20240026587A1/en
Priority to CN202180085444.8A priority patent/CN116669876A/zh
Priority to JP2023535944A priority patent/JP2023553480A/ja
Priority to KR1020237022252A priority patent/KR20230118886A/ko
Priority to MX2023007243A priority patent/MX2023007243A/es
Priority to PCT/EP2021/081981 priority patent/WO2022128295A1/de
Priority to TW110144325A priority patent/TW202233931A/zh
Publication of EP4015692A1 publication Critical patent/EP4015692A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4015692B1 publication Critical patent/EP4015692B1/de
Publication of EP4015692C0 publication Critical patent/EP4015692C0/de
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B85/00—Needles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21G—MAKING NEEDLES, PINS OR NAILS OF METAL
    • B21G1/00—Making needles used for performing operations
    • B21G1/02—Making needles used for performing operations of needles with eyes, e.g. sewing-needles, sewing-awls
    • B21G1/04—Making needles used for performing operations of needles with eyes, e.g. sewing-needles, sewing-awls of needles specially adapted for use in machines or tools

Definitions

  • Sewing machine needles for industrial sewing machines have been known for many decades and are constantly being further developed.
  • the use of textiles made from synthetic fibers has increased, and at the same time sewing speeds have continued to increase.
  • One problem here is the fusibility of synthetic fibers at temperatures that are comparatively low for sewing processes. With increasing sewing speeds, the heat introduced into the sewing material by friction with the needle shaft also increases. The result is undesired melting of the synthetic fiber at the needle hole if the sewing speed is too high. In order to be able to further increase the sewing speeds, attempts have therefore already been made to reduce the friction between the needle shaft and the sewing material.
  • the EP2896732A1 shows a sewing needle with double cording that includes a groove in which two bevels are arranged.
  • the chamfers reduce the cross-section of the needle shank in the area of the groove, but they do not lead to a reduction in the friction between the needle shank and the material to be sewn, because they are arranged in the groove at points which, even with a sewing needle without such chamfers, have no contact with the material to be sewn during sewing have.
  • the DE962949C1 shows such a sewing machine needle, which is intended to reduce the frictional heat generated during sewing.
  • the sewing machine needle has longitudinal grooves that extend from the height of the needle eye to a conical transition between the needle shank and the plunger. This is intended to reduce the contact surfaces of the shaft with the sewing material and thus also the friction.
  • the EP1391548A1 shows a sewing machine needle that includes concave recesses on two diametrically opposite side surfaces of the needle shaft. These concave recesses are intended to reduce the contact surfaces between the needle shaft and the material to be sewn, in order to subsequently reduce friction.
  • the DE3149383A1 another example of a sewing machine needle where the friction between the needle shaft and the material to be sewn is to be reduced.
  • Your needle shank has a V-shaped profile in cross section and has ribs that are separated by a groove - similar to a concave recess.
  • the shape of the grooves is adjusted. For example, one embodiment has a more star-shaped cross section with seven ribs that are separated from one another by many small grooves. Another embodiment shows only four ribs, with every two ribs being spaced apart by a larger groove.
  • the grooves are recesses that engage the sewing machine needle in such a way that they reduce the cross section of the needle shank.
  • the "geometry" described is intended to reduce the contact surface with the sewing material and thus the friction. However, the surface of the needle shaft should be increased. This is intended to enable the heat generated to be released more quickly into the ambient air.
  • the recess has a uniform section that makes up at least 10%, but preferably at least 20% of the total extent of the recess in the longitudinal direction and the recess has a height at every point of the uniform section that is at least 30% of the shaft height of the Shaft corresponds to the respective point. This results in a larger area of the sewing machine needle in which friction is reduced.
  • the uniform section does not include the entrance and exit of the recess.
  • the inlet and outlet of the recess are the end regions of the recess pointing in the longitudinal direction. In the inlet and outlet of the recess, the upper edge and the lower edge generally approach each other in the height direction until they touch.
  • the height of the recess in the vertical direction within the uniform section is the maximum height of the recess at least at one point along its length.
  • the uniform portion of the recess is a portion of the shank—that is, the shank includes the uniform portion of the recess.
  • a sewing machine needle is particularly advantageous in which the upper edge spacing is smaller than the lower edge spacing, at least in the uniform section of the recess.
  • Such a geometry is particularly advantageous if the tool has a tool movement during at least one manufacturing step with a directional component in the height direction, starting from the upper edge in the direction of the lower edge or in the width direction.
  • the upper edge delimits the recess in the positive height direction.
  • the lower edge delimits the recess in the negative height direction.
  • the positive direction of the height direction is the direction that runs from the lower edge in the direction of the upper edge.
  • the negative height direction runs in the opposite direction, from the upper edge towards the lower edge.
  • the Sewing machine needle at least one groove and/or at least one thread groove, the groove being arranged on the upper side pointing in the positive vertical direction and the thread groove preferably being arranged on the lower side pointing in the negative vertical direction.
  • a thread groove can also be arranged on the upper side pointing in the positive vertical direction.
  • the distance in the height direction of the upper edge to the highest point of the shank in the height direction is a maximum of 35 % of the shaft height, but preferably a maximum of 25% of the shaft height. This results in large recesses that effectively reduce the friction surface between the sewing machine needle and the material to be sewn.
  • a lateral distance function s(h) which describes the distance in the width direction that the surface of the sewing machine needle has from the axis of the needle eye, as a function of a height coordinate h, in at least 90% of the height of the recess, but preferably the entire Height expansion of the recess monotonically, preferably strictly monotonically, falls with increasing height.
  • the height of the recess is the height of the recess. In this way, undercuts are avoided and production is further facilitated.
  • the lateral distance function s(h) is also the function of the intersection curve of the surface of the sewing machine needle in the plane spanned by the height and width directions, which describes the lateral distance of the surface of the sewing machine needle from the axis of the eye of the needle in the width direction as a function of a height coordinate h.
  • the height coordinate h increases in the positive height direction H. It is advantageous if the first derivative of the lateral distance function s'(h) with respect to the height coordinate is negative for height coordinates that are smaller than the height coordinate ho of the upper edge and larger than the height coordinate hu of the lower edge - i.e. s'(h) ⁇ 0, if hu ⁇ h ⁇ ho.
  • the second derivative of the lateral distance function s"(h) for Height coordinates less than the height coordinate hu of the bottom or greater than the height coordinate ho of the top is less than or equal to zero - i.e. s"(h) ⁇ 0 if h > ho or h ⁇ hu.
  • At least one recess spaced at each point from the position of the axis of the eye of the needle in the width direction exhibits other positive effects. It is advantageous if the distance from the recess to the position of the axis of the eye of the needle in the width direction is greater than zero at any point in the recess. In this way, a plane defined by the axis of the eye of the needle and the longitudinal direction does not intersect the recess.
  • a needle with at least two such recesses which are symmetrical to a plane spanned by the axis of the eye of the needle and the longitudinal direction is particularly advantageous.
  • an imaginary entry tangent of the recess at the upper edge encloses an entry angle to the vertical direction which is 5° to 70°, but preferably 10° to 40°.
  • the inlet tangent is a tangent in the plane spanned by the width and height directions, which lies against the surface of the recess. The inlet tangent touches the top edge.
  • the recess may be rounded in different sizes in the area of the upper edge.
  • the entry tangent is not tangent to those fillets in which the gradient of the surface changes significantly in the plane spanned by the height and width directions.
  • the inlet tangent lies in a concave area of the surface of the recess. It is particularly advantageous if an imaginary tangent in the plane spanned by the width and height direction encloses an angle at every point on the surface of the recess which is at least 5°, but preferably at least 10°.
  • the sewing machine needle can advantageously include at least one thread groove which extends essentially in the longitudinal direction, which follows the needle eye in the negative longitudinal direction—ie in the direction from the needle eye toward the shaft—and which is a depression in the vertical direction.
  • the thread groove is arranged on the underside of the needle pointing in the negative height direction.
  • the thread groove is then "open” in the negative height direction - that is, not limited by the material of the sewing machine needle in the negative height direction.
  • a thread groove can also be arranged on the upper side pointing in the positive vertical direction.
  • the Yarn groove is then "open” in the positive height direction.
  • the thread groove is suitable for receiving a thread that runs through the eye of the needle and for guiding it longitudinally along the shaft.
  • a thread channel that ends in the eye of the needle is advantageous.
  • the thread channel and the eye of the needle then merge into one another in the longitudinal direction—therefore no material of the needle is arranged between the eye of the needle and the thread channel in the longitudinal direction.
  • the thread channel can also be spaced apart from the eye of the needle.
  • the thread groove is a groove-like indentation in the shaft of the needle. The groove is delimited on one side in the height direction and on both sides in the width direction by the material of the needle.
  • the sewing machine needle includes two thread grooves.
  • a sewing machine needle which has a first thread channel on its underside and a second thread channel on its upper side is particularly advantageous.
  • the surface of the sewing machine needle in the area between the lower edge of the recess and the upper edge of the recess is in one of the Height and width direction spanned plane has a profile that is part-circular with a substantially constant radius, the center of the pitch circle preferably lies outside the cross-sectional area of the sewing machine needle in the height and width direction spanned plane.
  • the surface of the recess thus extends in the shape of a partial circle in this sectional plane and the radius is the same size at every point of this partial circle.
  • Such a shape of the recess is easy to manufacture with both cutting and forming manufacturing processes. Further advantages result if the surface of the sewing machine needle in the area between the lower edge of the recess and the upper edge of the recess has a profile in a plane spanned by the height and width direction, which consists of a pitch circle and a straight line adjoining the pitch circle composed. This straight line preferably adjoins the pitch circle tangentially.
  • a sewing machine needle in which at least at one point of the longitudinal extension of the recess in the longitudinal direction, but preferably at every point of the longitudinal extension of the uniform section, the height of the recess, which corresponds to the distance between the upper edge and lower edge in the vertical direction, is 60% to 170% % of the maximum of the lateral distance function s(h), but preferably 75% to 160% of the maximum of the lateral distance function s(h).
  • the selection ranges mentioned have proven to be advantageous for sewing machine needles of the usual dimensions, since they enable simple manufacturing processes and at the same time lead to sewing machine needles that generate little friction with the textile during the sewing process.
  • a sewing machine needle is advantageous in which at least one point of the longitudinal extension of the groove area, but preferably over at least 20% of the longitudinal extension of the groove area, the height of the recess, which corresponds to the distance between the upper edge and lower edge in the vertical direction, is 25% to 150% of the maximum of the lateral distance function s(h), but preferably 35% to 105% of the maximum of the lateral distance function s(h).
  • a sewing machine needle is particularly advantageous in which the recess height, which corresponds to the distance between the upper edge and lower edge in the height direction, is 35% to 60% of the maximum of the lateral distance function s(h) over at least 20% of the longitudinal extension of the scarf area.
  • the upper edge distance O is 10% to 60% of the maximum of the lateral distance function s(h), preferably however, is 25% to 45% of the maximum of the lateral distance function s(h).
  • a sewing machine needle is advantageous in which, in at least one point of the longitudinal extent of the scarf area, but preferably over at least 20% of the longitudinal extent of the scarf region, the upper edge distance O is 10% to 75% of the maximum of the lateral distance function s(h), but preferably 35% is up to 65% of the maximum of the lateral distance function s(h).
  • a sewing machine needle in which at least at one point of the longitudinal extent of the recess in the longitudinal direction, but preferably at every point of the longitudinal extent of the uniform section, the lower edge distance U is 50% to 100% of the maximum of the lateral distance function s(h), but preferably 70% to 95% of the maximum of the lateral distance function s(h).
  • a sewing machine needle is advantageous in which, at every point of the longitudinal extension of the scarf area, the lower edge distance U is 50% to 100% of the maximum of the side distance function s(h), but preferably 70% to 95% of the maximum of the side distance function s(h). .
  • a tool movement that is limited to two or even just one direction of movement enables particularly efficient production. Sewing machine needles can therefore be mass-produced in large numbers with such a method.
  • Such a method is particularly advantageous for a sewing machine needle in which the recess has a height at at least one point of its length in the longitudinal direction that corresponds to at least 30% of the shaft height of the shaft at the respective point.
  • a method in which the at least one recess is produced in a separating manner, preferably by milling, offers further advantages. If the cutter has a contour has, which corresponds to the contour of the recess, the recess can be made by a movement in the height direction and longitudinal direction. An additional movement in the width direction is not required. This procedure can also be used advantageously with other separating manufacturing processes - for example grinding or eroding.
  • the figure 1 shows a sewing machine needle 1 with a recess 5 (a second recess 5 is covered in this representation) in a three-dimensional representation.
  • the sewing machine needle 1 comprises a clamping area 18, a transition area 19, a shank area 23, a main shank area 22, a uniform section 37, a groove 16 and a needle eye 3.
  • the axis 12 of the needle eye 3 runs in the height direction H and is exactly in the middle in the width direction B arranged between the two side walls 9 of the eye of the needle 3 .
  • the uniform section 37 corresponds to the main shaft area 22—the two areas therefore overlap completely.
  • it can be advantageous that the main shaft area 22 and the uniform section 37 only partially overlap.
  • the uniform section does not overlap here with the fillet area 24.
  • the figure 2 shows the sewing machine needle 1 figure 1 in a view rotated by 180° about the longitudinal axis 17 .
  • the thread channel 4 thus overlaps in the longitudinal direction L with the shaft area 23 and the transition area 19.
  • the figure 3 shows a side view of the sewing machine needle 1 with a clamping area 18, a shank area 23 and a tapering area 20. It is advantageous for all embodiments if a piston 25 is arranged in the clamping area 18.
  • the clamping area 18 is suitable for being accommodated in a sewing machine and for being driven in a sewing movement in the longitudinal direction.
  • the shank area 23 is the area in which the shank 2 extends in the longitudinal direction. It comprises a main shaft portion 22 and a groove portion 24, wherein the main shaft portion 22 in the longitudinal direction L in the direction of the needle eye 3 in front of the Fillet area 24 is arranged.
  • the fillet area 24 is the area in which the fillet 16 extends in the longitudinal direction L.
  • the shank 2 has a constant cross-section along the longitudinal direction L in the main shank region 22.
  • Those skilled in the art call this a cylindrical shank progression.
  • the cross section of the shaft 2 in the main shaft area 22 becomes smaller in the longitudinal direction L in the direction of the eye of the needle 3 .
  • the specialist calls this a conical shape of the shank.
  • the shank area 23 has a smaller cross section than the clamping area 18.
  • a conical transition area 19 is arranged between the clamping area 18 and the shank area 23 or the main shank area 22, which compensates for this cross-sectional difference between the clamping area 18 and the shank area 23.
  • a tapering area 20 adjoins the shaft area 23 .
  • the cross section of the needle decreases monotonically in this area and ends with the needle tip 21 .
  • a recess 5 is arranged in the shaft area 23 and also overlaps with the transition area 19 in sections in the longitudinal direction L.
  • the recess includes a uniform portion 37 which completely overlaps the main shank portion 22 .
  • the uniform area 37 is delimited in the longitudinal direction L at the same points as the main shaft area 22. In other embodiments of the teaching according to the invention, however, the limits of the uniform area 37 can also deviate from the limits of the main shaft area 22.
  • the recess 5 is delimited in the vertical direction by the upper edge 6 and the lower edge 7 .
  • the recess 5 lies completely in the shank area 23 - that is, the beginning and end of the recess 5 in the longitudinal direction L are both in the shank area 23.
  • the recess 5 overlaps in the longitudinal direction by the overlap length 26 with the fillet 16. It is therefore also partially in the fillet area 24.
  • the overlap length 26 corresponds to 90% of the fillet length 27 in the longitudinal direction L.
  • the overlap length 26 is at least 10% of the length of the fillet, preferably at least 70% of the length of the fillet 27 .
  • the recess 5 does not overlap with the groove 16 in the longitudinal direction L.
  • the figure 4 shows the section AA through a sewing machine needle 1 at the position shown in figure 3 is drawn.
  • the section is in the longitudinal direction L at the end of the shaft portion 23 directly before the beginning of the transition area 19 - so it shows the Cross section of the shank 2 which is furthest away from the eye of the needle 3 in the longitudinal direction L.
  • the shank 2 has two recesses 5 and a thread channel 4 .
  • the recesses 5 reduce the cross section of the shank 2 and have a concave shape in the cutting plane.
  • Piston 25, which has a larger cross section than shaft 2 is shown behind the sectional plane.
  • Upper edges 6 and lower edges 7 are intersected by the sectional plane and delimit recesses 5 in height direction H both upwards and downwards.
  • the width position of the axis 12 of the eye of the needle 3 is also shown.
  • the lower edges 7 are each spaced apart from the axis 12 of the needle eye 3 by a lower edge distance U in the width direction B.
  • Upper edge distance O and lower edge distance U are different: in this case the upper edge distance O is smaller than the lower edge distance U.
  • the selection ranges for the lead-in angle 15, which are mentioned in the preceding paragraphs, are advantageous.
  • the figure 5 shows the same cut figure 4 and again shows the lateral distance function s(h).
  • the lateral distance s decreases in a strictly monotonous manner in the area of the height extent of the recess 5 with an increase in the height coordinate in the height direction - it is therefore the case over the entire recess height 11 that the derivation of the lateral distance function s(h) is less than zero (s'(h ) ⁇ 0, for ho > h > hu).
  • Such a curve profile can be advantageous for all exemplary embodiments. It is just as advantageous for all variants if the side spacing is included decreases monotonically with increasing height, i.e. the derivative of the lateral distance function s(h) is less than or equal to zero (s'(h) ⁇ 0, for ho > h > hu).
  • the second derivative of the lateral distance function s"(h) for height coordinates less than the height coordinate hu of the bottom 7 and for height coordinates greater than the height coordinate ho of the top 6 is less than zero (s"(h) ⁇ 0 if h > ho or h ⁇ hu).
  • the figure 6 shows the section BB through the sewing machine needle 1 in a plane spanned by the axis 12 of the needle eye 3 and the longitudinal direction L.
  • the position of the cut BB is also in figure 4 shown.
  • the eye of the needle 3 is arranged in the tapering area 20 of the sewing machine needle 1 and the axis 12 of the eye of the needle 3 lies in the middle of the eye of the needle 3 in the longitudinal direction L.
  • a thread channel 4 connects to the eye of the needle 3 on the underside of the sewing machine needle 1 .
  • the eye of the needle 3 and the thread channel 4 are not spaced apart from one another in the longitudinal direction L, but merge into one another.
  • the thread groove 4 runs through the entire shank area 23 and ends within the transition area 19.
  • the thread groove 4 is a recess in the shank 2 of the sewing machine needle 1, which is suitable for receiving a sewing thread during the sewing process.
  • Yarn grooves 4 have been known to those skilled in the art for many years in a wide variety of embodiments. The teaching according to the invention can be advantageously combined with any known type and shape of a thread channel 4 .
  • the figure 7 shows the same cut CC as that figure 6 by a sewing machine needle 1 at the point of the needle eye 3 in a plane spanned by the height direction H and width direction B.
  • the position of the cut CC is in figure 6 drawn.
  • the eye of the needle 3 is delimited on both sides in the width direction B by a side wall 9 each.
  • the axis 12 of the eye of the needle 3 runs exactly centrally through the eye of the needle 3 in the direction of width B.
  • the axis 12 of the eye of the needle 3 also has this position in the direction of width B in all other embodiments of the invention.
  • the thread channel 4 is shown on the underside of the sewing machine needle 1, which is directly connected to the needle eye 3.
  • the figure 8 shows possible shapes of a needle blank 8 and a possible arrangement of recesses 5 for each shape.
  • the cross section of the needle blank 8 can be round 32, oval 33, trapezoidal 34, triangular 30 or triangular with rounded corners 31.
  • the needle blank can also have a cross-sectional shape 35 that consists of two pitch circles and two oblique straight lines, the pitch circles having different radii and being connected by the two oblique straight lines.
  • the second column figure 8 recognizable how recesses 5 according to the invention reduce the cross section of needle blanks 8 of these forms.
  • the third column of figure 9 shows how a thread groove 4 reduces the cross section of needle blanks 8 of these shapes.
  • the teaching according to the invention can also be advantageously used for needle blanks 8 with all other cross-sectional shapes already known for sewing machine needles 1 .
  • the figure 9 shows a section through a sewing machine needle 1 and a sewing material 29 at the location of a puncture hole 28 in the textile sewing material 29.
  • the sewing material 29 has no contact with the sewing machine needle 1 in the area of the recesses 5. There can therefore be no friction in this area, which overall leads to a reduction in friction between the sewing machine needle 1 and the sewing material 29.
  • the puncture hole 28 is in figure 9 idealized shown as a circle. Depending on the textile and mechanical properties of the sewing material 29 and the shape of the needle cross section, other shapes of the puncture hole 28 can also result. However, these all have in common that the sewing material 29 has no contact with the sewing machine needle 1 in the area of the recesses 5 .
  • the Figures 10a to 10d show four alternative cross-sectional shapes of the recess 5 in a sewing machine needle 1, or the corresponding course of the lateral distance function s(h). These alternative cross-sectional shapes can be advantageously combined with all possible embodiments of the invention.
  • the lateral distance function s(h) between the upper edge 6 and the lower edge 7 of the recess 5 is composed of two straight lines with different slopes, the slope not being equal to 0 in each case.
  • the lateral distance function s(h) between the upper edge 6 and the lower edge 7 of the recess 5 is made up of five straight lines, with straight lines adjoining one another having a different gradient which is not equal to 0 in each case.
  • the lateral distance function s(h) between the upper edge 6 and the lower edge 7 of the recess 5 is composed of three partial circles.
  • the Figure 10d shows an exemplary embodiment with a lateral distance function s(h), which is composed of a pitch circle and a straight line adjoining this pitch circle in the positive height direction H.
  • the figure shows the transition point 36 between the straight line and the pitch circle: The pitch circle begins at the lower edge 7 in the positive height direction H and ends at a transition point 36. At this transition point 36, the straight line joins tangentially to the pitch circle, which continues its course in the positive height direction H and ends at the top edge 6.

Landscapes

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

Description

  • Nähmaschinennadeln für industrielle Nähmaschinen sind seit vielen Jahrzehnten bekannt und sie werden ständig weiterentwickelt. In den vergangenen Jahren hat die Verwendung von Textilien aus Kunstfasern zugenommen und parallel wurden die Nähgeschwindigkeiten immer weiter erhöht. Ein Problem dabei ist die Schmelzbarkeit von Kunstfasern bei für Nähverfahren vergleichsweise niedrigen Temperaturen. Mit den steigenden Nähgeschwindigkeiten steigt auch die durch Reibung mit dem Nadelschaft in das Nähgut eingebrachte Wärme. Die Folge ist ein unerwünschtes Aufschmelzen der Kunstfaser am Einstichloch bei zu hohen Nähgeschwindigkeiten. Um die Nähgeschwindigkeiten trotzdem weiter erhöhen zu können, wurden daher bereits Versuche unternommen, die Reibung zwischen Nadelschaft und Nähgut zu reduzieren.
  • Die EP2896732A1 zeigt eine Nähnadel mit Doppelcordierung die eine Hohlkehle umfasst, in der zwei Fasen angeordnet sind. Die Fasen reduzieren den Querschnitt des Nadelschafts im Bereich der Hohlkehle, sie führen aber nicht zu einer Reduzierung der Reibung zwischen Nadelschaft und Nähgut, weil sie in der Hohlkehle an Stellen angeordnet sind, die auch bei einer Nähnadel ohne derartige Fasen im Nähbetrieb keinen Kontakt zum Nähgut haben.
  • Die DE962949C1 zeigt eine solche Nähmaschinennadel, die die beim Nähen entwickelte Reibungswärme reduzieren soll. Hierzu verfügt die Nähmaschinennadel über Längsrinnen, die sich von der Höhe des Nadelöhrs bis zu einem konischen Übergang zwischen Nadelschaft und Kolben erstrecken. Dadurch sollen die Berührflächen des Schaftes mit dem Nähgut und somit auch die Reibung reduziert werden.
  • Die EP1391548A1 zeigt eine Nähmaschinennadel, die konkave Ausnehmungen an zwei sich diametral gegenüberliegenden Seitenflächen des Nadelschaftes umfasst. Diese konkaven Ausnehmungen sollen die Berührflächen zwischen Nadelschaft und Nähgut verkleinern, um in der Folge die Reibung zu reduzieren.
  • Die DE3149383A1 ein weiteres Beispiel einer Nähmaschinennadel, bei der die Reibung zwischen Nadelschaft und Nähgut reduziert werden soll. Ihr Nadelschaft ist im Querschnitt V-förmig profiliert und weist Rippen auf, die von einer Kehle - ähnlich einer konkaven Ausnehmung - getrennt sind. Abhängig von Art und Anzahl der Rippen wird die Form der Kehlen angepasst. So weist ein Ausführungsbeispiel einen eher sternförmigen Querschnitt mit sieben Rippen auf, die durch viele kleine Kehlen voneinander getrennt sind. Ein weiteres Ausführungsbeispiel zeigt nur vier Rippen, wobei jeweils zwei Rippen durch eine größere Kehle voneinander beabstandet sind. Die Kehlen sind Ausnehmungen, die derart in die Nähmaschinennadel eingreifen, dass sie den Querschnitt des Nadelschafts reduzieren. Durch die beschriebene "Geometrie" soll die Berührfläche zum Nähgut und somit die Reibung reduziert werden. Die Oberfläche des Nadelschaftes soll jedoch erhöht werden. Dadurch soll eine schnellere Abgabe der erzeugten Wärme an die Umgebungsluft ermöglicht werden.
  • Es hat sich gezeigt, dass derartige aus dem Stand der Technik bekannte Nähmaschinennadeln im Vergleich zu üblichen Nähmaschinennadeln einen wesentlich höheren Fertigungsaufwand erfordern und teilweise zusätzliche Fertigungsschritte benötigen.
  • Ausgehend vom Stand der Technik ist es daher die Aufgabe der Erfindung eine Nähmaschinennadel anzugeben, welche die Reibung zwischen dem Schaft der Nähmaschinennadel und dem Nähgut reduziert, und keine zusätzlichen oder komplexeren Produktionsschritte erfordert.
  • Gelöst wird die Aufgabe durch eine Nähmaschinennadel mit folgenden Merkmalen:
    • einem Schaft, der sich im Wesentlichen in einer Längsrichtung erstreckt,
    • einem Nadelöhr, das die Nähmaschinennadel in einer Höhenrichtung vollständig durchdringt, wobei die Höhenrichtung senkrecht zur Längsrichtung verläuft
    • zumindest einer Ausnehmung, die die Ausdehnung des Schaftes in der Breitenrichtung, die senkrecht zu der Höhen- und der Längsrichtung verläuft, reduziert,
    • wobei die zumindest eine Ausnehmung eine Ober- und eine Unterkante hat, an der die Ausnehmung in der Höhenrichtung endet,
    • und wobei die Ausnehmung an zumindest einer Stelle ihrer Längserstreckung in Längsrichtung eine Höhe aufweist, die zumindest 30% der Schafthöhe des Schaftes an der jeweiligen Stelle entspricht (die Ausnehmung weist also zumindest einen in einer von der Breiten- und Höhenrichtung aufgespannten Ebene liegenden Querschnitt auf, in dem die Höhe
    der Ausnehmung mindestens 30% der Höhe des Schaftes in diesem Querschnitt entspricht), und bei der zusätzlich ein Oberkantenabstand, der dem Abstand in der Breitenrichtung, den die Oberkante der Ausnehmung von der Position der Achse des Nadelöhrs in der Breitenrichtung hat, entspricht, anders ist als ein Unterkantenabstand, der dem Abstand in der Breitenrichtung, den die Unterkante der Ausnehmung von der Position der Achse des Nadelöhrs in Breitenrichtung hat, entspricht. Vorteilhafterweise umfasst die Nähmaschinennadel einen Einspannbereich - zumeist einen Kolben -, der in einer von der Breitenrichtung und der Höhenrichtung aufgespannten Ebene einen größeren Querschnitt aufweist als der Schaft, und dem in der Längsrichtung in Richtung auf das Nadelöhr ein Übergangsbereich folgt. Der Querschnitt dieses Übergangsbereiches in einer von der Breitenrichtung und Höhenrichtung aufgespannten Ebene verjüngt sich in Längsrichtung in Richtung auf das Nadelöhr hin. Bei Nadeln mit einem solchen Übergangsbereich schließt sich der Schaft in der Längsrichtung in Richtung auf das Nadelöhr an den Übergangsbereich an. Die Verjüngung des Übergangsbereiches kann auf unterschiedliche Weisen erzielt werden. Alle dem Fachmann bekannten Formen eines Übergangsbereiches zwischen einem Schaft und einem Einspannbereich sind denkbar. Zum Beispiel kann der Übergangsbereich einen im Wesentlichen konischen Verlauf aufweisen, wobei die Konusachse in Längsrichtung verläuft. Genauso kann die Oberfläche der Nähmaschinennadel im Übergangsbereich eine Stufe oder einen Radius aufweisen. Die Fertigung einer Ausnehmung einer erfindungsgemäßen Nähmaschinennadel kann in dem Fachmann bereits bekannte Fertigungsschritte integriert werden. Die Ausnehmung oder auch mehrere Ausnehmungen können gleichzeitig mit einer Werkzeugbewegung in Höhenrichtung und/oder Längsrichtung gefertigt werden und ermöglichen somit eine effiziente Serienfertigung. Die Ausnehmungen der Nähmaschinennadel können mit trennenden Fertigungsverfahren - z.B. Fräsen - und/oder umformenden Fertigungsverfahren - z.B. Schmieden oder Pressen - gefertigt werden. Sofern das Werkzeug an die Geometrie der Längsausnehmung angepasst ist, bedarf es lediglich einer Werkzeugbewegung in Höhenrichtung und/oder Längsrichtung, unabhängig von Anzahl und Lage der Ausnehmungen. Die Ausnehmung entsteht durch Bearbeitung eines Nadelrohlings und verringert auf die oben beschriebene Art die Querschnittsfläche des Nadelrohlings in der von der Breitenrichtung und Höhenrichtung aufgespannten Ebene. Die Querschnittsfläche des Nadelrohlings kann vor der Bearbeitung unterschiedliche Formen haben, zum Beispiel kann sie rund, oval, trapezförmig oder dreieckig sein. Denkbar ist auch eine dreieckige Form mit verrundeten Ecken. Weitere Formen, die nicht explizit genannt sind, können genauso vorteilhaft sein. Vorteilhaft ist auch eine Nähmaschinennadel, die mindestens zwei Ausnehmungen umfasst, wobei bei jeder Ausnehmung der Oberkantenabstand anders ist als der Unterkantenabstand. Es ist besonders vorteilhaft, wenn die Ausnehmungen derart angeordnet sind, dass die Nähmaschinennadel entlang einer Ebene, die von der Achse des Nadelöhrs und der Längsrichtung aufgespannt wird, symmetrisch ist.
  • Es ist vorteilhaft, wenn die Ausnehmung einen gleichförmigen Abschnitt aufweist, der zumindest 10 %, bevorzugterweise jedoch zumindest 20% der Gesamtausdehnung der Ausnehmung in der Längsrichtung ausmacht und die Ausnehmung an jeder Stelle des gleichförmigen Abschnitts eine Höhe aufweist, die zumindest 30 % der Schafthöhe des Schaftes an der jeweiligen Stelle entspricht. Auf diese Weise ergibt sich ein größerer Bereich der Nähmaschinennadel, in dem Reibung reduziert wird. Der gleichförmige Abschnitt umfasst nicht den Einlauf und den Auslauf der Ausnehmung. Der Einlauf und der Auslauf der Ausnehmung sind die in Längsrichtung weisenden Endbereiche der Ausnehmung. Im Einlauf und Auslauf der Ausnehmung nähern sich die Oberkante und die Unterkante in Höhenrichtung in der Regel so weit an, bis sie sich berühren. Vorteilhafterweise ist die Höhe der Ausnehmung in Höhenrichtung innerhalb des gleichförmigen Abschnitts zumindest an einer Stelle dessen Längserstreckung die maximale Höhe der Ausnehmung. Der gleichförmige Abschnitt der Ausnehmung ist ein Teilbereich des Schafts - der Schaft umfasst also den gleichförmigen Abschnitt der Ausnehmung.
  • Weitere Vorteile ergeben sich, wenn der Oberkantenabstand kleiner ist als der Unterkantenabstand. Besonders vorteilhaft ist eine Nähmaschinennadel, bei der der Oberkantenabstand zumindest in dem gleichförmigen Abschnitt der Ausnehmung kleiner ist als der Unterkantenabstand. Eine solche Geometrie ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn das Werkzeug während zumindest eines Fertigungsschrittes eine Werkzeugbewegung mit einem Richtungsanteil in Höhenrichtung von der Oberkante ausgehend in Richtung der Unterkante oder in Breitenrichtung aufweist. Die Oberkante begrenzt die Ausnehmung in positiver Höhenrichtung. Die Unterkante begrenzt die Ausnehmung in negativer Höhenrichtung. Die positive Richtung der Höhenrichtung ist dabei die Richtung, die von der Unterkante in Richtung der Oberkante verläuft. Die negative Höhenrichtung verläuft entsprechend gegenläufig, von der Oberkante in Richtung der Unterkante. Diese Definition der positiven und negativen Höhenrichtung ist für alle Ausführungsmöglichkeiten der erfindungsgemäßen Lehre gültig. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Nähmaschinennadel zumindest eine Hohlkehle und/oder zumindest eine Fadenrinne, wobei die Hohlkehle auf der in positive Höhenrichtung weisenden Oberseite angeordnet ist und die Fadenrinne bevorzugterweise auf der in negative Höhenrichtung weisenden Unterseite angeordnet ist. Eine Fadenrinne kann auch auf der in positive Höhenrichtung weisenden Oberseite angeordnet sein.
  • Weitere Vorteile ergeben sich für alle Ausführungsformen,
    • wenn die Nähmaschinennadel eine Hohlkehle umfasst, die vorteilhafterweise umformend gefertigt ist.
    • und wenn die zumindest eine Ausnehmung und die Hohlkehle sich in Längsrichtung zumindest teilweise überlappen.
  • Hohlkehlen in Verbindung mit Nähmaschinennadeln sind dem Fachmann bereits bekannt. Jede bekannte Ausführungsform einer Hohlkehle ist vorteilhaft. Mit "in Längsrichtung überlappen" ist gemeint, dass die Hohlkehle und die Ausnehmung in Längsrichtung zumindest teilweise parallel verlaufen, also in Längsrichtung nicht voneinander beabstandet sind. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Ausnehmung die Hohlkehle mindestens auf 10% der Hohlkehllänge in Längsrichtung, bevorzugterweise jedoch auf mindestens 70% der Hohlkehllänge in Längsrichtung überlappt. Die Hohlkehllänge ist dabei die Länge in Längsrichtung der Nadel, auf der die Oberfläche der Nadel im Hohlkehlenbereich gegenüber den umliegenden Nadelbereichen in Höhenrichtung herabgesetzt ist. Die Länge der Hohlkehle schließt also einen Einlauf und Auslauf der Hohlkehle ein. Der Schaft einer Nähmaschinennadel mit einer Hohlkehle kann in zwei Teilbereiche unterteilt werden, den Hauptschaftbereich und den Hohlkehlenbereich. Der Hohlkehlenbereich ist dabei der Bereich, in dem sich die Hohlkehle inklusive ihrem Einlauf und ihrem Auslauf in Längsrichtung erstreckt. Der Hauptschaftbereich ist der übrige Bereich des Schaftes. Der zuvor beschriebene gleichförmige Abschnitt der Ausnehmung überlappt vorteilhafterweise nicht mit dem Hohlkehlenbereich. Vorteilhafterweise liegt der gleichförmige Bereich der Ausnehmung vollständig innerhalb des Hauptschaftbereichs - er überlappt in Längsrichtung also vollständig mit dem Hauptschaftbereich. Der Hauptschaftbereich weist vorteilhafterweise einen entlang der Längsrichtung gleichbleibenden Querschnitt (zylindrischer Schaft) oder einen sich in Längsrichtung leicht verjüngenden Querschnitt (konischer Schaft) auf. Die Ausnehmungen in einem Schaft können unabhängig von der Schaftform ebenfalls "konisch" verlaufen, also ihre Form in Längsrichtung in Richtung auf das Nadelöhr hin verjüngen. Die Ausnehmungen können jedoch auch "zylindrisch" verlaufen, also eine in Längsrichtung gleichbleibende Form und Position aufweisen, unabhängig von dem übrigen Schaftverlauf. In diesem Fall ist die Seitenabstandsfunktion s(h) in dem gleichförmigen Bereich der Ausnehmung an jeder Position der Längserstreckung des gleichförmigen Bereichs gleich. So ergeben sich unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten, zum Beispiel:
    • ein zylindrischer Schaft mit zylindrischen Ausnehmungen,
    • ein zylindrischer Schaft mit konischen Ausnehmungen,
    • ein konischer Schaft mit zylindrischen Ausnehmungen
    • oder ein konischer Schaft mit konischen Ausnehmungen.
  • Für alle Ausführungsformen der Nähmaschinennadel ist es vorteilhaft, wenn zumindest in einem Punkt der Längserstreckung der Ausnehmung in Längsrichtung, bevorzugterweise jedoch in jedem Punkt der Längserstreckung des gleichförmigen Abschnittes gilt, dass der Abstand in Höhenrichtung der Oberkante zu dem in Höhenrichtung höchsten Punkt des Schafts maximal 35% der Schafthöhe, bevorzugterweise jedoch maximal 25% der Schafthöhe beträgt. Auf diese Weise ergeben sich große Ausnehmungen, die die Reibfläche zwischen Nähmaschinennadel und Nähgut effektiv reduzieren.
  • Vorteilhaft ist es, wenn eine Seitenabstandsfunktion s(h), die den Abstand in der Breitenrichtung, den die Oberfläche der Nähmaschinennadel zur Achse des Nadelöhrs hat, in Abhängigkeit einer Höhenkoordinate h beschreibt, in zumindest 90 % der Höhenausdehnung der Ausnehmung, vorzugsweise jedoch der gesamten Höhenausdehnung der Ausnehmung monoton, vorzugsweise streng monoton, mit zunehmender Höhe fällt. Die Höhenausdehnung der Ausnehmung ist die Erstreckung der Ausnehmung in Höhenrichtung. Auf diese Weise werden Hinterschnitte vermieden und die Fertigung wird weiter erleichtert. Die Seitenabstandsfunktion s(h) ist auch die Funktion der Schnittkurve der Oberfläche der Nähmaschinennadel in der von der Höhenrichtung und der Breitenrichtung aufgespannten Ebene, die den Seitenabstand der Oberfläche der Nähmaschinennadel von der Achse des Nadelöhrs in Breitenrichtung in Abhängigkeit einer Höhenkoordinate h beschreibt. Die Höhenkoordinate h nimmt in positiver Höhenrichtung H zu. Es ist vorteilhaft, wenn die erste Ableitung der Seitenabstandsfunktion s'(h) nach der Höhenkoordinate negativ ist für Höhenkoordinaten, die kleiner als die Höhenkoordinate ho der Oberkante und größer als die Höhenkoordinate hu der Unterkante sind - also s'(h) < 0, wenn hu < h < ho gilt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die zweite Ableitung der Seitenabstandsfunktion s"(h) für Höhenkoordinaten, die kleiner als die Höhenkoordinate hu der Unterkante oder größer als die Höhenkoordinate ho der Oberkante sind, kleiner oder gleich null ist - also s"(h) ≤ 0, wenn h > ho oder h < hu gilt.
  • Zumindest eine Ausnehmung, die an jeder Stelle von der Position der Achse des Nadelöhrs in Breitenrichtung beabstandet ist, zeigt weitere positive Effekte. Es ist vorteilhaft, wenn der Abstand der Ausnehmung zu der Position der Achse des Nadelöhrs in Breitenrichtung an jeder Stelle der Ausnehmung größer ist als null. Eine Ebene, die von der Achse des Nadelöhrs und der Längsrichtung aufgespannt wird, schneidet die Ausnehmung auf diese Weise nicht. Besonders vorteilhaft ist eine Nadel mit zumindest zwei derartigen Ausnehmungen, die symmetrisch zu einer von der Achse des Nadelöhrs und der Längsrichtung aufgespannten Ebene liegen.
  • Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich, wenn eine gedachte Einlauftangente der Ausnehmung an der Oberkante einen Einlaufwinkel zu der Höhenrichtung einschließt, der 5° bis 70°, bevorzugterweise jedoch 10° bis 40° beträgt. Die Einlauftangente ist eine Tangente in der von der Breiten- und Höhenrichtung aufgespannten Ebene, die an der Oberfläche der Ausnehmung anliegt. Die Einlauftangente berührt die Oberkante. In Abhängigkeit des Fertigungsverfahrens können sich unterschiedlich große Verrundungen der Ausnehmung im Bereich der Oberkante ergeben. Die Einlauftangente liegt nicht tangential zu solchen Verrundungen, in denen sich die Steigung der Oberfläche in der von der Höhen- und Breitenrichtung aufgespannten Ebene stark ändert. In einer bevorzugten Ausführungsform liegt die Einlauftangente in einem Bereich der Oberfläche der Ausnehmung an, der konkav geformt ist. Besonders vorteilhaft ist es, wenn eine gedachte Tangente in der von der Breiten- und Höhenrichtung aufgespannten Ebene an jeder Stelle der Oberfläche der Ausnehmung einen Winkel einschließt, der mindestens 5°, bevorzugterweise jedoch mindestens 10° beträgt.
  • Die Nähmaschinennadel kann vorteilhafterweise zumindest eine Fadenrinne umfassen, die sich im Wesentlichen in Längsrichtung erstreckt, die in negativer Längsrichtung - also in Richtung vom Nadelöhr in Richtung des Schaftes - auf das Nadelöhr folgt, und die eine Vertiefung in Höhenrichtung ist. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Fadenrinne auf der in negative Höhenrichtung weisenden Unterseite der Nadel angeordnet. Die Fadenrinne ist dann in negativer Höhenrichtung "offen" - also nicht durch Material der Nähmaschinennadel in negativer Höhenrichtung begrenzt. Genauso kann eine Fadenrinne aber auch auf der in positive Höhenrichtung weisenden Oberseite angeordnet sein. Die Fadenrinne ist dann in positiver Höhenrichtung "offen". Die Fadenrinne ist dazu geeignet, einen Faden, der durch das Nadelöhr verläuft, aufzunehmen und in Längsrichtung entlang des Schaftes zu führen. Vorteilhaft ist eine Fadenrinne, die im Nadelöhr endet. Fadenrinne und Nadelöhr gehen dann in Längsrichtung ineinander über - in Längsrichtung ist also kein Material der Nadel zwischen dem Nadelöhr und der Fadenrinne angeordnet. Genauso kann die Fadenrinne aber auch von dem Nadelöhr beabstandet sein. Die Fadenrinne ist eine nutartige Vertiefung im Schaft der Nadel. Die Nut ist dabei in Höhenrichtung einseitig und in Breitenrichtung beidseitig durch Material der Nadel begrenzt. Vorteilhafterweise umfasst die Nähmaschinennadel zwei Fadenrinnen. Besonders vorteilhaft ist eine Nähmaschinennadel, die an ihrer Unterseite eine erste Fadenrinne und an ihrer Oberseite eine zweite Fadenrinne umfasst.
  • Vorteilhaft ist es, wenn zumindest in einem Punkt der Längserstreckung der Ausnehmung in Längsrichtung, bevorzugterweise jedoch in jedem Punkt der Längserstreckung des gleichförmigen Abschnittes gilt, dass die Oberfläche der Nähmaschinennadel in dem Bereich zwischen der Unterkante der Ausnehmung und der Oberkante der Ausnehmung in einer von der Höhen- und Breitenrichtung aufgespannten Ebene einen Verlauf aufweist, der teilkreisförmig mit im Wesentlichen konstantem Radius ist, wobei der Mittelpunkt des Teilkreises bevorzugterweise außerhalb der Querschnittsfläche der Nähmaschinennadel in der von Höhen- und Breitenrichtung aufgespannten Ebene liegt. Die Oberfläche der Ausnehmung verläuft in dieser Schnittebene also teilkreisförmig und der Radius ist an jeder Stelle dieses Teilkreises gleich groß. Eine derartige Form der Ausnehmung ist sowohl mit trennenden als auch umformenden Fertigungsverfahren einfach zu fertigen. Weitere Vorteile ergeben sich, wenn die Oberfläche der Nähmaschinennadel in dem Bereich zwischen der Unterkante der Ausnehmung und der Oberkante der Ausnehmung in einer von der Höhen- und Breitenrichtung aufgespannten Ebene einen Verlauf aufweist, der sich aus einem Teilkreis und einer sich an den Teilkreis anschließenden Geraden zusammensetzt. Bevorzugterweise schließt sich diese Gerade tangential an den Teilkreis an.
  • Weitere Vorteile bietet eine Nähmaschinennadel, bei der zumindest in einem Punkt der Längserstreckung der Ausnehmung in Längsrichtung, bevorzugterweise jedoch in jedem Punkt der Längserstreckung des gleichförmigen Abschnittes gilt, dass die Ausnehmungshöhe, die dem Abstand zwischen Oberkante und Unterkante in Höhenrichtung entspricht, 60% bis 170% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h), bevorzugterweise jedoch 75% bis 160% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h) beträgt. Die genannten Auswahlbereiche haben sich als vorteilhaft für Nähmaschinennadeln üblicher Dimensionen erwiesen, da sie einfache Fertigungsverfahren ermöglichen und gleichzeitig zu Nähmaschinennadeln führen, die im Nähprozess wenig Reibung zum Textil erzeugen. Vorteilhaft ist eine Nähmaschinennadel, bei der in zumindest einem Punkt der Längserstreckung des Hohlkehlbereiches, bevorzugterweise jedoch auf mindestens 20% der Längserstreckung des Hohkehlbereiches gilt, dass die Ausnehmungshöhe, die dem Abstand zwischen Oberkante und Unterkante in Höhenrichtung entspricht, 25% bis 150% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h), bevorzugterweise jedoch 35% bis 105% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h) beträgt. Besonders vorteilhaft ist eine Nähmaschinennadel, bei der zumindest auf 20% der Längserstreckung des Hohlkehlbereiches gilt, dass die Ausnehmungshöhe, die dem Abstand zwischen Oberkante und Unterkante in Höhenrichtung entspricht, 35% bis 60% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h) beträgt.
  • Weitere Vorteile bietet eine Nähmaschinennadel, bei der zumindest in einem Punkt der Längserstreckung der Ausnehmung in Längsrichtung, bevorzugterweise jedoch in jedem Punkt der Längserstreckung des gleichförmigen Abschnittes gilt, dass der Oberkantenabstand O 10% bis 60% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h), bevorzugterweise jedoch 25% bis 45% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h) beträgt. Der Oberkantenabstand O entspricht dem Wert der Seitenabstandsfunktion an der Stelle der Höhenkoordinate der Oberkante ho. Es gilt also O = s(ho). Die genannten Auswahlbereiche haben sich als vorteilhaft für Nähmaschinennadeln üblicher Dimensionen erwiesen, da sie eine möglichst große Ausnehmung und somit Reibungsreduzierung ermöglichen und dennoch einfach zu fertigen sind, sowie eine ausreichende Stabilität der Nähmaschinennadel gewährleisten. Vorteilhaft ist eine Nähmaschinennadel, bei der in zumindest einem Punkt der Längserstreckung des Hohlkehlbereiches, bevorzugterweise jedoch auf mindestens 20% der Längserstreckung des Hohkehlbereiches gilt, dass der Oberkantenabstand O 10% bis 75% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h), bevorzugterweise jedoch 35% bis 65% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h) beträgt.
  • Weitere Vorteile bietet eine Nähmaschinennadel, bei der zumindest in einem Punkt der Längserstreckung der Ausnehmung in Längsrichtung, bevorzugterweise jedoch in jedem Punkt der Längserstreckung des gleichförmigen Abschnittes gilt, dass der Unterkantenabstand U 50% bis 100% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h), bevorzugterweise jedoch 70% bis 95% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h) beträgt. Der Unterkantenabstand U entspricht dem Wert der Seitenabstandsfunktion an der Stelle der Höhenkoordinate der Unterkante hu. Es gilt also U = s(hu). Die genannten Auswahlbereiche haben sich als vorteilhaft für Nähmaschinennadeln üblicher Dimensionen erwiesen, da sie eine möglichst große Ausnehmung und somit Reibungsreduzierung ermöglichen und dennoch einfach zu fertigen sind, sowie eine ausreichende Stabilität der Nähmaschinennadel gewährleisten. Vorteilhaft ist eine Nähmaschinennadel, bei der in jedem Punkt der Längserstreckung des Hohlkehlbereiches gilt, dass der Unterkantenabstand U 50% bis 100% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h), bevorzugterweise jedoch 70% bis 95% des Maximums der Seitenabstandsfunktion s(h) beträgt.
  • Ein Verfahren zur Herstellung einer Nähmaschinennadel, die einen Schaft aufweist, der sich im Wesentlichen in einer Längsrichtung erstreckt, und die ein Nadelöhr aufweist, das die Nähmaschinennadel in einer Höhenrichtung, die senkrecht zur Längsrichtung verläuft, durchdringt, und die zumindest eine Ausnehmung aufweist, die in der Höhenrichtung von einer Oberkante und einer Unterkante begrenzt wird, löst die Aufgabe der Erfindung dadurch, dass
    • bei der Ausnehmung ein Oberkantenabstand, der dem Abstand in der Breitenrichtung, den die Oberkante der Ausnehmung von der Position der Achse des Nadelöhrs in der Breitenrichtung hat, entspricht, anders ist als
    • ein Unterkantenabstand, der dem Abstand in der Breitenrichtung, den die Unterkante der Ausnehmung von der Position der Achse des Nadelöhrs in der Breitenrichtung hat, entspricht,
    • wobei die Ausnehmung durch eine ausschließlich in Höhenrichtung und/oder Längsrichtung verlaufende Werkzeugbewegung gefertigt wird.
  • Eine Werkzeugbewegung, die sich auf zwei oder sogar nur eine Bewegungsrichtung beschränkt, ermöglicht eine besonders effiziente Fertigung. Nähmaschinennadeln lassen sich mit einem solchen Verfahren daher in Serie in großen Stückzahlen herstellen. Besonders vorteilhaft ist ein solches Verfahren für eine Nähmaschinennadel, bei der die Ausnehmung an zumindest einer Stelle ihrer Längserstreckung in Längsrichtung eine Höhe aufweist, die zumindest 30% der Schafthöhe des Schaftes an der jeweiligen Stelle entspricht.
  • Weitere Vorteile bietet ein Verfahren, bei dem die zumindest eine Ausnehmung trennend, bevorzugterweise durch Fräsen, gefertigt wird. Wenn der Fräser eine Kontur aufweist, die der Kontur der Ausnehmung entspricht, kann die Ausnehmung durch eine Bewegung in Höhenrichtung und Längsrichtung gefertigt werden. Eine zusätzliche Bewegung in Breitenrichtung ist nicht erforderlich. Dieses Vorgehen ist auch mit weiteren trennenden Fertigungsverfahren - zum Beispiel Schleifen oder Erodieren - vorteilhaft anwendbar.
  • Weitere Vorteile bietet ein Verfahren, bei dem die zumindest eine Ausnehmung umformend, bevorzugterweise durch Pressen, gefertigt wird. Wenn das Presswerkzeug aus einer oberen Form und einer unteren Form besteht, die die Kontur der zumindest einen Ausnehmung oder einer Vielzahl von Ausnehmungen abbilden, kann die Ausnehmung durch eine ausschließlich in Höhenrichtung verlaufende Werkzeugbewegung gefertigt werden. Die Ausnehmung lässt sich so besonders einfach und effizient in die Nähmaschinennadel einbringen. Genauso kann die Ausnehmung aber auch umformend mit einem Presswerkzeug hergestellt werden, das mehr als zwei Werkzeugteile umfasst - zum Beispiel ein Presswerkzeug, das drei, vier oder fünf Werkzeugteile umfasst.
    • Fig. 1
    Figur 1 zeigt eine Nähmaschinennadel (1) mit einer Ausnehmung (5)
    Fig. 2
    Figur 2 zeigt die gleiche Nähmaschinennadel (1) aus Figur 1 in einer um 180° um die Nadelachse gedrehten Ansicht
    Fig. 3
    Figur 3 zeigt eine Seitenansicht der Nähmaschinennadel (1) mit einer Ausnehmung (5)
    Fig. 4
    Figur 4 zeigt den Schnitt A-A der Nähmaschinennadel (1) aus Figur 3 in einer Breiten- (B) und Höhenrichtung (H) aufgespannten Ebene.
    Fig. 5
    Figur 5 zeigt den gleichen Schnitt aus Figur 4 und den Verlauf der Seitenabstandsfunktion s(h).
    Fig. 6
    Figur 6 zeigt den Schnitt B-B der Nähmaschinennadel (1) aus Figur 3 und Figur 4 in einer von der Höhenrichtung (H) und der Längsrichtung (L) aufgespannten Ebene.
    Fig. 7
    Figur 7 zeigt einen Schnitt durch die Nähmaschinennadel (1) an der Stelle des Nadelöhrs (3).
    Fig. 8
    Figur 8 zeigt mehrere Varianten von Nadelrohlingen (8) und die Querschnittsreduzierung durch Ausnehmungen (5) und Fadenrinnen (4).
    Fig. 9
    Figur 9 zeigt einen Schnitt durch eine Nähmaschinennadel (1) und ein textiles Nähgut (29) mit einem Einstichloch (28).
    Fig. 10a
    Figur 10a zeigt eine erste Variante eines Verlaufes der Seitenabstandsfunktion s(h) im Bereich einer Ausnehmung (5).
    Fig. 10b
    Figur 10b zeigt eine zweite Variante eines Verlaufes der Seitenabstandsfunktion s(h) im Bereich einer Ausnehmung (5).
    Fig. 10c
    Figur 10c zeigt eine dritte Variante eines Verlaufes der Seitenabstandsfunktion s(h) im Bereich einer Ausnehmung (5).
    Fig. 10d
    Figur 10d zeigt eine vierte Variante eines Verlaufes der Seitenabstandsfunktion s(h) im Bereich einer Ausnehmung (5).
  • Die Figur 1 zeigt eine Nähmaschinennadel 1 mit einer Ausnehmung 5 (eine zweite Ausnehmung 5 ist in dieser Darstellung verdeckt) in einer räumlichen Darstellung. Die Nähmaschinennadel 1 umfasst einen Einspannbereich 18, einen Übergangsbereich 19, einen Schaftbereich 23, einen Hauptschaftbereich 22, einen gleichförmigen Abschnitt 37, eine Hohlkehle 16 und ein Nadelöhr 3. Die Achse 12 des Nadelöhrs 3 verläuft in Höhenrichtung H und ist in Breitenrichtung B genau mittig zwischen den beiden Seitenwänden 9 des Nadelöhrs 3 angeordnet. Der gleichförmige Abschnitt 37 entspricht in diesem Ausführungsbeispiel dem Hauptschaftbereich 22 - die beiden Bereiche überlappen sich also vollständig. In anderen Ausführungen der erfindungsgemäßen Lehre kann es vorteilhaft sein, dass sich der Hauptschaftbereich 22 und der gleichförmige Abschnitt 37 nur teilweise überlappen. Der gleichförmige Abschnitt überlappt hier nicht mit dem Hohlkehlenbereich 24.
  • Die Figur 2 zeigt die Nähmaschinennadel 1 aus Figur 1 in einer um 180° um die Längsachse 17 gedrehten Ansicht. Auf der in negative Höhenrichtung H weisenden Unterseite der Nähmaschinennadel 1 erstreckt sich eine Fadenrinne 4, die in Längsrichtung L von dem Nadelöhr 3 bis in den Übergangsbereich 19 hinein verläuft. Die Fadenrinne 4 überlappt in Längsrichtung L also mit dem Schaftbereich 23 und dem Übergangsbereich 19.
  • Die Figur 3 zeigt eine Seitenansicht der Nähmaschinennadel 1 mit einem Einspannbereich 18, einem Schaftbereich 23 und einem sich verjüngenden Bereich 20. Für alle Ausführungsformen ist es vorteilhaft, wenn in dem Einspannbereich 18 ein Kolben 25 angeordnet ist. Der Einspannbereich 18 ist in allen Ausführungsformen dazu geeignet, in einer Nähmaschine aufgenommen und zu einer Nähbewegung in Längsrichtung angetrieben zu werden. Der Schaftbereich 23 ist der Bereich, in dem sich der Schaft 2 in Längsrichtung erstreckt. Er umfasst einen Hauptschaftbereich 22 und einen Hohlkehlenbereich 24, wobei der Hauptschaftbereich 22 in Längsrichtung L in Richtung auf das Nadelöhr 3 vor dem Hohlkehlenbereich 24 angeordnet ist. Der Hohlkehlenbereich 24 ist dabei der Bereich, in dem sich die Hohlkehle 16 in Längsrichtung L erstreckt. Der Schaft 2 hat im Hauptschaftbereich 22 einen konstanten Querschnitt entlang der Längsrichtung L. Der Fachmann nennt dies einen zylindrischen Schaftverlauf. Für alle Ausführungsformen der Erfindung kann es genauso vorteilhaft sein, wenn der Querschnitt des Schaftes 2 im Hauptschaftbereich 22 in Längsrichtung L in Richtung auf das Nadelöhr 3 hin kleiner wird. Der Fachmann nennt dies einen konischen Schaftverlauf. Der Schaftbereich 23 hat einen kleineren Querschnitt als der Einspannbereich 18. Zwischen dem Einspannbereich 18 und dem Schaftbereich 23, bzw. dem Hauptschaftbereich 22 ist ein konischer Übergangsbereich 19 angeordnet, der diesen Querschnittsunterschied zwischen Einspannbereich 18 und Schaftbereich 23 ausgleicht. In der von dem Einspannbereich 18 in Längsrichtung L wegweisenden Richtung schließt sich ein sich verjüngender Bereich 20 an den Schaftbereich 23 an. Der Querschnitt der Nadel nimmt in diesem Bereich monoton ab und schließt mit der Nadelspitze 21 ab. Im Schaftbereich 23 ist eine Ausnehmung 5 angeordnet, die abschnittsweise in Längsrichtung L auch mit dem Übergangsbereich 19 überlappt. Die Ausnehmung umfasst einen gleichförmigen Bereich 37, der vollständig mit dem Hauptschaftbereich 22 überlappt. Der gleichförmige Bereich 37 ist in Längsrichtung L an den gleichen Stellen begrenzt wie der Hauptschaftbereich 22. In anderen Ausführungen der erfindungsgemäßen Lehre können die Grenzen des gleichförmigen Bereichs 37 aber auch von den Grenzen des Hauptschaftbereichs 22 abweichen. Die Ausnehmung 5 wird in Höhenrichtung von der Oberkante 6 und der Unterkante 7 begrenzt. Für alle Ausführungsformen ist es auch vorteilhaft, wenn die Ausnehmung 5 vollständig im Schaftbereich 23 liegt - Beginn und Ende der Ausnehmung 5 in Längsrichtung L also beide im Schaftbereich 23 liegen. Die Ausnehmung 5 überlappt in Längsrichtung um die Überlappungslänge 26 mit der Hohlkehle 16. Sie liegt somit abschnittsweise auch in dem Hohlkehlbereich 24. Die Überlappungslänge 26 entspricht in diesem Beispiel 90% der Hohlkehllänge 27 in Längsrichtung L. Für alle Ausführungsbeispiele ist es jedoch vorteilhaft, wenn die Überlappungslänge 26 mindestens 10% der Hohlkehllänge, bevorzugterweise mindestens 70% der Hohlkehllänge 27 beträgt. Für erfindungsgemäße Nähmaschinennadeln 1 kann es genauso vorteilhaft sein, wenn die Ausnehmung 5 in Längsrichtung L nicht mit der Hohlkehle 16 überlappt.
  • Die Figur 4 zeigt den Schnitt A-A durch eine Nähmaschinennadel 1 an der Position, die in Figur 3 eingezeichnet ist. Der Schnitt liegt in Längsrichtung L am Ende des Schaftbereichs 23 direkt vor dem Beginn des Übergangsbereiches 19 - er zeigt also den Querschnitt des Schaftes 2, der in Längsrichtung L am weitesten von dem Nadelöhr 3 entfernt ist. Der Schaft 2 weist zwei Ausnehmungen 5 und eine Fadenrinne 4 auf. Die Ausnehmungen 5 reduzieren den Querschnitt des Schaftes 2 und weisen in der Schnittebene eine konkave Form auf. Hinter der Schnittebene ist der Kolben 25 dargestellt, der einen größeren Querschnitt aufweist, als der Schaft 2. Die Oberkanten 6 und Unterkanten 7 werden von der Schnittebene geschnitten und begrenzen die Ausnehmungen 5 in Höhenrichtung H sowohl nach oben als auch nach unten. Ebenfalls dargestellt ist die Breitenposition der Achse 12 des Nadelöhrs 3. Die Oberkanten 6 sind jeweils um einen Oberkantenabstand O in Breitenrichtung B von der Achse 12 des Nadelöhrs 3 beabstandet. Die Unterkanten 7 sind jeweils um einen Unterkantenabstand U in Breitenrichtung B von der Achse 12 des Nadelöhrs 3 beabstandet. Oberkantenabstand O und Unterkantenabstand U sind unterschiedlich groß: in diesem Fall ist der Oberkantenabstand O kleiner als der Unterkantenabstand U. Die Ausnehmungshöhe 11, welche in allen Ausführungsformen der Erfindung dem Abstand der Oberkante 6 von der Unterkante 7 in Höhenrichtung H entspricht, beträgt mehr als 30% der Schafthöhe 10 des Schaftes 2 in Höhenrichtung H. Die Oberfläche 13 der Nähmaschinennadel 5 ist um den Seitenabstand s von der Position der Achse 12 des Nadelöhrs 3 in Breitenrichtung beabstandet, wobei der Seitenabstand s durch eine Seitenabstandsfunktion s(h) beschrieben werden kann, die von der Höhenkoordinate h in Höhenrichtung abhängig ist - also s = f(h) = s(h). Eine Einlauftangente 14, die sich im Endbereich der Ausnehmung 5 an der Oberkante 6 tangential an den Kurvenverlauf der Seitenabstandsfunktion s(h) anschließt, schließt einen Einlaufwinkel 15 zu der Höhenrichtung H ein, der größer als 5° ist. Für alle Ausführungsformen der Nähmaschinennadel 1 sind jedoch die Auswahlbereiche für den Einlaufwinkel 15 vorteilhaft, die in den vorstehenden Abschnitten genannt werden.
  • Die Figur 5 zeigt den gleichen Schnitt aus Figur 4 und zeigt noch einmal die Seitenabstandsfunktion s(h). Der Oberkantenabstand O entspricht dem Wert der Seitenabstandsfunktion s(h) bei der Höhenkoordinate ho der Oberkante 6 - also O = s(ho). Der Unterkantenabstand U entspricht dem Wert der Seitenabstandsfunktion s(h) bei der Höhenkoordinate hu der Unterkante 7 - also U = s(hu). Der Seitenabstand s sinkt bei diesem Ausführungsbeispiel im Bereich der Höhenausdehnung der Ausnehmung 5 mit Zunahme der Höhenkoordinate in Höhenrichtung streng monoton - es gilt also über die gesamte Ausnehmungshöhe 11, dass die Ableitung der Seitenabstandsfunktion s(h) kleiner ist als null (s'(h) < 0, für ho > h > hu). Ein solcher Kurvenverlauf kann für alle Ausführungsbeispiele vorteilhaft sein. Genauso ist es für alle Varianten auch vorteilhaft, wenn der Seitenabstand mit zunehmender Höhe monoton fällt, also die Ableitung der Seitenabstandsfunktion s(h) kleiner oder gleich null ist (s'(h) < 0, für ho > h > hu). Die zweite Ableitung der Seitenabstandsfunktion s"(h) für Höhenkoordinaten, die kleiner als die Höhenkoordinate hu der Unterkante 7 sind, und für Höhenkoordinaten, die größer als die Höhenkoordinate ho der Oberkante 6 sind, ist kleiner als null (s"(h) < 0, wenn h > ho oder h < hu).
  • Die Figur 6 zeigt den Schnitt B-B durch die Nähmaschinennadel 1 in einer von der Achse 12 des Nadelöhrs 3 und der Längsrichtung L aufgespannten Ebene. Die Position des Schnitts B-B ist auch in Figur 4 dargestellt. Das Nadelöhr 3 ist in dem sich verjüngenden Bereich 20 der Nähmaschinenadel 1 angeordnet und die Achse 12 des Nadelöhrs 3 liegt in Längsrichtung L mittig im Nadelöhr 3. Aus Sicht des Betrachters wird hinter der Schnittebene das Nadelöhr 3 durch eine Seitenwand 9 in Breitenrichtung B begrenzt. An der Unterseite der Nähmaschinennadel 1 schließt sich eine Fadenrinne 4 an das Nadelöhr 3 an. Das Nadelöhr 3 und die Fadenrinne 4 sind in Längsrichtung L nicht voneinander beabstandet, sondern gehen ineinander über. Die Fadenrinne 4 verläuft durch den gesamten Schaftbereich 23 und endet innerhalb des Übergangsbereiches 19. Die Fadenrinne 4 ist eine Vertiefung in dem Schaft 2 der Nähmaschinennadel 1, die im Nähprozess dazu geeignet ist, einen Nähfaden aufzunehmen. Fadenrinnen 4 sind dem Fachmann seit vielen Jahren in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt. Die erfindungsgemäße Lehre ist mit jeder bekannten Art und Form einer Fadenrinne 4 vorteilhaft kombinierbar.
  • Die Figur 7 zeigt den gleichen Schnitt C-C wie die Figur 6 durch eine Nähmaschinennadel 1 an der Stelle des Nadelöhrs 3 in einer von der Höhenrichtung H und Breitenrichtung B aufgespannten Ebene. Die Position des Schnitts C-C ist in Figur 6 eingezeichnet. Das Nadelöhr 3 wird in Breitenrichtung B beidseitig von je einer Seitenwand 9 begrenzt. Die Achse 12 des Nadelöhrs 3 verläuft in Breitenrichtung B genau mittig durch das Nadelöhr 3. Diese Position in Breitenrichtung B hat die Achse 12 des Nadelöhrs 3 auch in allen anderen Ausführungsformen der Erfindung. Weiterhin ist an der Unterseite der Nähmaschinennadel 1 die Fadenrinne 4 dargestellt, die sich direkt an das Nadelöhr 3 anschließt.
  • Die Figur 8 zeigt mögliche Formen eines Nadelrohlings 8 und eine mögliche Anordnung von Ausnehmungen 5 zu jeder Form. Der Querschnitt des Nadelrohlings 8 kann rund 32, oval 33, trapezförmig 34, dreieckig 30 oder dreieckig mit abgerundeten Ecken 31 sein. Der Nadelrohling kann jedoch auch eine Querschnittsform 35 aufweisen, die sich aus zwei Teilkreisen und zwei schräg verlaufenden Geraden zusammensetzt, wobei die Teilkreise unterschiedliche Radien haben und von den beiden schräg verlaufenden Geraden miteinander verbunden werden. Weiterhin ist in der zweiten Spalte der Figur 8 erkennbar, wie erfindungsgemäße Ausnehmungen 5 den Querschnitt von Nadelrohlingen 8 dieser Formen reduzieren. In der dritten Spalte der Figur 9 ist dargestellt, wie eine Fadenrinne 4 den Querschnitt von Nadelrohlingen 8 dieser Formen reduziert. Die erfindungsgemäße Lehre kann auch für Nadelrohlinge 8 mit allen anderen für Nähmaschinennadeln 1 bereits bekannten Querschnittsformen vorteilhaft angewendet werden.
  • Die Figur 9 zeigt einen Schnitt durch eine Nähmaschinennadel 1 und ein Nähgut 29 an der Stelle eines Einstichloches 28 in dem textilen Nähgut 29. Das Nähgut 29 hat im Bereich der Ausnehmungen 5 keinen Kontakt zu der Nähmaschinennadel 1. In diesem Bereich kann also keine Reibung bestehen, was insgesamt zu einer Reibungsreduzierung zwischen Nähmaschinennadel 1 und Nähgut 29 führt. Das Einstichloch 28 ist in Figur 9 idealisiert kreisförmig dargestellt. In Abhängigkeit der textilen und mechanischen Eigenschaften des Nähguts 29 und der Form des Nadelquerschnitts können sich auch andere Formen des Einstichloches 28 ergeben. Diese haben jedoch alle gemein, dass das Nähgut 29 im Bereich der Ausnehmungen 5 keinen Kontakt zu der Nähmaschinennadel 1 hat.
  • Die Figuren 10a bis 10d zeigen vier alternative Querschnittsformen der Ausnehmung 5 in einer Nähmaschinennadel 1, beziehungsweise den entsprechenden Verlauf der Seitenabstandsfunktion s(h). Diese alternativen Querschnittsformen sind mit allen Auführungsmöglichkeiten der Erfindung vorteilhaft kombinierbar. Im Ausführungsbeispiel der Figur 10a setzt sich die Seitenabstandsfunktion s(h) zwischen der Oberkante 6 und der Unterkante 7 der Ausnehmung 5 aus zwei Geraden mit unterschiedlicher Steigung zusammen, wobei die Steigung jeweils ungleich 0 ist. Im Ausführungsbeispiel der Figur 10b setzt sich die Seitenabstandsfunktion s(h) zwischen der Oberkante 6 und der Unterkante 7 der Ausnehmung 5 aus fünf Geraden zusammen, wobei aneinander angrenzende Geraden eine unterschiedliche Steigung aufweisen, die jeweils ungleich 0 ist. Im Ausführungsbeispiel der Figur 10c setzt sich die Seitenabstandsfunktion s(h) zwischen der Oberkante 6 und der Unterkante 7 der Ausnehmung 5 aus drei Teilkreisen zusammen. Die Figur 10d zeigt ein Ausführungsbeispiel mit einer Seitenabstandsfunktion s(h), die sich aus einem Teilkreis und einer sich an diesen Teilkreis in positiver Höhenrichtung H anschließenden Geraden zusammensetzt. In der Abbildung ist der Übergangspunkt 36 zwischen der Geraden und dem Teilkreis dargestellt: Der Teilkreis beginnt an der Unterkante 7 in positiver Höhenrichtung H und endet an einem Übergangspunkt 36. An diesem Übergangspunkt 36 schließt sich tangential zu dem Teilkreis die Gerade an, welche ihren Verlauf in positive Höhenrichtung H fortsetzt und an der Oberkante 6 endet.
    Bezugszeichenliste
    1 Nähmaschinennadel
    2 Schaft
    3 Nadelöhr
    4 Fadenrinne
    5 Ausnehmung
    6 Oberkante der Ausnehmung (5)
    7 Unterkante der Ausnehmung (5)
    8 Nadelrohling
    9 Seitenwand des Nadelöhrs (3)
    10 Schafthöhe
    11 Höhe der Ausnehmung (5)
    12 Achse des Nadelöhrs (3)
    13 Oberfläche der Nähmaschinennadel (1)
    14 Einlauftangente
    15 Einlaufwinkel
    16 Hohlkehle
    17 Längsachse
    18 Einspannbereich
    19 Übergangsbereich
    20 verjüngender Bereich
    21 Nadelspitze
    22 Hauptschaft
    23 Schaftbereich
    24 Hohlkehlenbereich
    25 Kolben
    26 Überlappungslänge
    27 Länge der Hohlkehle (16)
    28 Einstichloch
    29 Nähgut
    30 Nadelrohling 8 mit dreieckigem Querschnitt
    31 Nadelrohling 8 mit dreieckigem Querschnitt und verrundeten Ecken
    32 Nadelrohling 8 mit rundem Querschnitt
    33 Nadelrohling 8 mit ovalem Querschnitt
    34 Nadelrohling 8 mit trapezförmigem Querschnitt
    35 Nadelrohling 8 mit einer Querschnittsform, die aus zwei Teilkreisen und zwei Geraden besteht
    36 Übergangspunkt
    37 Gleichförmiger Abschnitt der Ausnehmung (5)
    B Breitenrichtung
    L Längsrichtung
    H Höhenrichtung
    h Höhenkoordinate
    s Seitenabstand
    s(h) Seitenabstandsfunktion in Abhängigkeit der Höhenkoordinate (h)
    O Oberkantenabstand
    U Unterkantenabstand
    ho Höhenkoordinate auf Höhe der Oberkante 6
    hu Höhenkoordinate auf Höhe der Unterkante 7

Claims (15)

  1. Nähmaschinennadel (1) mit folgenden Merkmalen:
    • einem Schaft (2), der sich im Wesentlichen in einer Längsrichtung (L) erstreckt,
    • einem Nadelöhr (3), das die Nähmaschinennadel (1) in einer Höhenrichtung (H) vollständig durchdringt, wobei die Höhenrichtung (H) senkrecht zur Längsrichtung (L) verläuft,
    • zumindest einer Ausnehmung (5), die die Ausdehnung des Schaftes (2) in der Breitenrichtung (B), die senkrecht zu der Höhen- (H) und der Längsrichtung (L) verläuft, reduziert,
    • wobei die zumindest eine Ausnehmung (5) eine Ober- (6) und eine Unterkante (7) hat, an der die Ausnehmung (5) in der Höhenrichtung (H) endet,
    • und wobei die Ausnehmung (5) an zumindest einer Stelle ihrer Längserstreckung in Längsrichtung (L) eine Höhe (11) aufweist, die zumindest 30 % der Schafthöhe (10) des Schaftes (2) an der jeweiligen Stelle entspricht
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • ein Oberkantenabstand (O), der dem Abstand in der Breitenrichtung (B), den die Oberkante (6) der Ausnehmung (5) von der Position der Achse (12) des Nadelöhrs (3) in der Breitenrichtung (B) hat, entspricht, anders ist als
    • ein Unterkantenabstand (U), der dem Abstand in der Breitenrichtung (B), den die Unterkante (7) der Ausnehmung (5) von der Position der Achse (12) des Nadelöhrs (3) in Breitenrichtung (B) hat, entspricht.
  2. Nähmaschinennadel (1) nach dem vorstehenden Anspruch
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Ausnehmung (5) einen gleichförmigen Abschnitt (37) aufweist, der zumindest 10 %, bevorzugterweise jedoch zumindest 20% der Gesamtausdehnung der Ausnehmung (5) in der Längsrichtung (L) ausmacht,
    und dass die Ausnehmung (5) an jeder Stelle des gleichförmigen Abschnitts (37) eine Höhe (11) aufweist, die zumindest 30 % der Schafthöhe (10) des Schaftes (2) an der jeweiligen Stelle entspricht.
  3. Nähmaschinennadel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Oberkantenabstand (O) kleiner ist als der Unterkantenabstand (U).
  4. Nähmaschinennadel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Nähmaschinennadel (1) eine Hohlkehle (16) umfasst, die vorteilhafterweise umformend gefertigt ist,
    und dass die zumindest eine Ausnehmung (5) und die Hohlkehle (16) sich in Längsrichtung (L) zumindest teilweise überlappen.
  5. Nähmaschinennadel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet,
    • dass zumindest in einem Punkt der Längserstreckung der Ausnehmung (5) in Längsrichtung (L) gilt,
    • dass der Abstand in Höhenrichtung (H) der Oberkante (6) zu dem in Höhenrichtung (H) höchsten Punkt des Schafts (2)
    • maximal 35% der Schafthöhe (10), bevorzugterweise jedoch maximal 25% der Schafthöhe (10) beträgt.
  6. Nähmaschinennadel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Seitenabstandsfunktion (s(h)), die den Abstand in der Breitenrichtung (B), den die Oberfläche (13) der Nähmaschinennadel (1) zur Achse (12) des Nadelöhrs (3) hat, in Abhängigkeit einer Höhenkoordinate (h) beschreibt, in zumindest 90 % der Höhenausdehnung der Ausnehmung (5), vorzugsweise jedoch der gesamten Höhenausdehnung der Ausnehmung (5) monoton, vorzugsweise streng monoton, mit zunehmender Höhe fällt.
  7. Nähmaschinennadel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zumindest eine Ausnehmung (5) an jeder Stelle von der Position der Achse (12) des Nadelöhrs (3) in Breitenrichtung (B) beabstandet ist.
  8. Nähmaschinennadel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    eine Einlauftangente (14) der Ausnehmung (5) an der Oberkante (6) einen Einlaufwinkel (15) zu der Höhenrichtung (H) einschließt, der 5° bis 70°, bevorzugterweise jedoch 10° bis 40° beträgt.
  9. Nähmaschinennadel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche
    gekennzeichnet durch
    zumindest eine Fadenrinne (4), die sich im Wesentlichen in Längsrichtung (L) erstreckt, die in negativer Längsrichtung (L) auf das Nadelöhr (3) folgt und die eine Vertiefung in Höhenrichtung (H) ist.
  10. Nähmaschinennadel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet,
    • dass zumindest in einem Punkt der Längserstreckung der Ausnehmung (5) in Längsrichtung (L) gilt,
    • dass die Oberfläche (13) der Nähmaschinennadel (1) in dem Bereich zwischen der Unterkante (7) und der Oberkante (6) in einer von der Höhen- (H) und Breitenrichtung (B) aufgespannten Ebene einen Verlauf aufweist, der teilkreisförmig mit im Wesentlichen konstantem Radius ist,
    • wobei der Mittelpunkt des Teilkreises bevorzugterweise außerhalb der Querschnittsfläche der Nähmaschinennadel (1) in der von Höhen- (H) und Breitenrichtung (B) aufgespannten Ebene liegt.
  11. Nähmaschinennadel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • zumindest in einem Punkt der Längserstreckung der Ausnehmung (5) in Längsrichtung (L) gilt,
    • dass die Ausnehmungshöhe (11), die dem Abstand zwischen Oberkante (6) und Unterkante (7) in Höhenrichtung (H) entspricht, 60% bis 170% des Maximums der Seitenabstandsfunktion (s(h)), bevorzugterweise jedoch 75% bis 160% des Maximums der Seitenabstandsfunktion (s(h)) beträgt.
  12. Nähmaschinennadel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • zumindest in einem Punkt der Längserstreckung der Ausnehmung (5) in Längsrichtung (L) gilt,
    • dass der Oberkantenabstand (O) 10% bis 60% des Maximums der Seitenabstandsfunktion (s(h)), bevorzugterweise jedoch 25% bis 45% des Maximums der Seitenabstandsfunktion (s(h)) beträgt.
  13. Nähmaschinennadel (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • zumindest in einem Punkt der Längserstreckung der Ausnehmung (5) in Längsrichtung (L) gilt,
    • dass der Unterkantenabstand (U) 50% bis 100% des Maximums der Seitenabstandsfunktion (s(h)), bevorzugterweise jedoch 70% bis 95% des Maximums der Seitenabstandsfunktion (s(h)) beträgt.
  14. Verfahren zur Herstellung einer Nähmaschinennadel (1),
    • die einen Schaft aufweist, der sich im Wesentlichen in einer Längsrichtung (L) erstreckt,
    • die ein Nadelöhr (3) aufweist, das die Nähmaschinennadel (1) in einer Höhenrichtung (H), die senkrecht zur Längsrichtung (L) verläuft, durchdringt,
    • die eine Ausnehmung (5) aufweist, die die Ausdehnung des Schaftes (2) in der Breitenrichtung (B), die senkrecht zu der Höhen- (H) und der Längsrichtung (L) verläuft, reduziert,
    • wobei die Ausnehmung (5) an zumindest einer Stelle ihrer Längserstreckung in Längsrichtung (L) eine Höhe (11) aufweist, die zumindest 30% der Schafthöhe (10) des Schaftes (2) an der jeweiligen Stelle entspricht, und
    • wobei die zumindest eine Ausnehmung (5) in der Höhenrichtung (H) von einer Oberkante (6) und einer Unterkante (7) begrenzt wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    • bei der Ausnehmung (5) ein Oberkantenabstand (O), der dem Abstand in der Breitenrichtung (B), den die Oberkante (6) der Ausnehmung (5) von der Position der Achse (12) des Nadelöhrs (3) in der Breitenrichtung (B) hat, entspricht, anders ist als
    • ein Unterkantenabstand (U), der dem Abstand in der Breitenrichtung (B), den die Unterkante (7) der Ausnehmung (5) von der Position der Achse (12) des Nadelöhrs (3) in der Breitenrichtung hat, entspricht,
    • wobei die Ausnehmung (5) durch eine ausschließlich in Höhenrichtung (H) und/oder Längsrichtung (L) verlaufende Werkzeugbewegung gefertigt wird.
  15. Verfahren zur Herstellung einer Nähmaschinennadel nach dem vorstehenden Anspruch
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die zumindest eine Ausnehmung (5) trennend, bevorzugterweise durch Fräsen, oder umformend, bevorzugterweise durch Pressen, gefertigt wird.
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