EP1525346B1

EP1525346B1 - Nähmaschinen-nadel mit elliptischer abflachung

Info

Publication number: EP1525346B1
Application number: EP03765059A
Authority: EP
Inventors: Johann Willems
Original assignee: Groz Beckert KG
Current assignee: Groz Beckert KG
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2003-07-18
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2023-07-18
Also published as: WO2004009896A1; CN1671904A; JP2005533547A; JP4124197B2; BR0305680A; AU2003251003A1; DE50309477D1; EP1525346A1; CN1671904B; BR0305680B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Nähmachinen-Nadel mit einem von einem Kolben ausgehenden Schaft, welcher auf seiner Mantelfläche - ausgehend vom Nadelspitzenbereich - mindestens eine in Richtung auf den Kolben verlaufende Fadenrinne aufweist, wobei der Nadelquerschnitt zumindest längenabschnittsweise einen ersten Profilbereich in Grundform eines Halbkreises mit darin eingebetteter Fadenrinne und einen entlang der Halbkreisfußgeraden angrenzenden, zweiten Profilbereich umfasst, dessen Grundform gegenüber einem spiegelsymmetrischen Halbkreis eine quer zur Halbkreisfußgeraden gerichtete Querschnittsverminderung aufweist.
Eine Nähmaschinen-Nadel mit einer derartigen Querschnittsverminderung ist aus der DE 3810 481 A1 bekannt (Schnitte AA und CC). Danach ist die der Fadenrinne gegenüberliegend vorgesehene Querschnittsverminderung als eine im Querschnitt im Wesentlichen gerade verlaufende Abflachung ausgebildet, die sich als solche über die gesamte im Querschnitt projizierte Grundfläche der Fadenrinne erstreckt und erst in räumlich eng begrenzten Randbereichen in die einer Kreisform folgenden Profilseiten übergeht. Dieser räumlich begrenzte Übergang geht mit einer örtlich gegenüber dem Kreisradius stark vergrößerten Profilkrümmung einher, die einen hohen Fertigungsaufwand bspw. beim Formpressen des Nadelquerschnitts erforderlich macht. Des Weiteren wird das mögliche Ausmaß der Querschnittsverminderung quer zur Halbkreisfußgeraden maßgeblich dadurch begrenzt, dass der zwischen dem Grund der Fadenrinne und der ebenen Abflachung verbleibende Restquerschnitt quer zur Halbkreisfußgeraden einer bestimmte Mindestreststärke bedarf, um im Hinblick auf die mechanischen Belastungen der Nähmaschinen-Nadel ausreichend Widerstand insbesondere gegen Biegung und Knickung zu bieten.
Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Nähmaschinen-Nadel der geschilderten Art vorteilhaft weiterzubilden.
Diese Aufgabe ist zunächst und im Wesentlichen bei einer Nähmaschinen-Nadel mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst, wobei darauf abgestellt ist, dass die Querschnittsverminderung durch eine umlaufend zumindest ellipsenartige Außenberandung des zweiten Profilbereichs gebildet ist. Vorzugsweise wird der zweite Profilbereich dazu von einer ellipsenartigen oder elliptischen Kontur berandet, die an den Schnittpunkten mit der Halbkreisfußgeraden stetig in die Kontur der Halbkreisgrundform des ersten Profilbereichs übergeht. Des Weiteren ist bevorzugt, dass die ellipsenartige Randkontur von den Schnittpunkten mit der Halbkreisfußgeraden ausgehend mit jeweils zunehmender Annäherung an den Schnittpunkt mit der zur Halbkreisfußgeraden lotrechten, durch den Grund der Fadenrinne verlaufenden Symmetrieachse einen fortlaufend zunehmenden Radius, d.h. eine fortlaufend abnehmende Krümmung besitzt. In einer bevorzugten speziellen Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Außenberandung des zweiten Profilbereichs zumindest in einem Umfangslängenabschnitt der Ellipsengrundgleichung $(\frac{x}{a})^{2} + (\frac{y}{b})^{2} = 1$
genügt (elliptische Berandung), wobei die Variable a mit Bezug auf die folgende Beschreibung die längere und die Variable b die kürzere der beiden Ellipsenhalbachsen beschreibt. Im Rahmen vorliegender Erfindung wird jedoch unter einer etwa elliptischen bzw. ellipsenartigen Randkontur auch eine solche verstanden, bei der gegenüber einer elliptischen Randkontur geringfügige, auch über Fertigungstoleranzen hinausgehende Abweichungen bestehen. Durch eine ellipsenartige Kontur wird gegenüber einem Vergleichsquerschnitt in der Grundform eines Vollkreises zunächst vorteilhaft eine Verringerung der Querschnittsfläche erreicht, so dass durch den erfindungsgemäßen Nadelquerschnitt auch die erzielten Einstichlöcher in dem Nähgut in gewünschter Weise kleiner sind. Andererseits wird, indem durch die Querschnittsverminderung quer zu der Halbkreisfußgeraden, d.h. zu der Trennlinie zwischen dem ersten und zweiten Profilbereich, die maximale Querschnittsbreite eines Bezugs-Vollkreises in Längsrichtung der Halbkreisfußgeraden erhalten bleibt, auch der Querschnittswiderstand, insbesondere gegenüber der in Nährichtung (d.h. ebenfalls in Längsrichtung der Halbkreisfußgeraden) auftretenden Biegebeanspruchung, bei einer derartigen Abflachung im Wesentlichen erhalten. Zufolge des insgesamt konvexen Verlaufs der ellipsenartigen Außenberandung lässt sich auch noch unter Berücksichtigung eines aus Stabilitätsgründen gewünschten Mindestabstands zwischen dem Grund der Fadenrinne und dem Scheitel der ellipsenartigen Berandung im Bedarfsfall eine beträchtliche, gegenüber ei- ' ner vergleichsweise ebenen Abflachung größere Verringerung des Nadelquerschnitts erreichen, wobei gegenüber einer ebenen Abflachung zugleich auch stärkere Krümmungen der Querschnittsrandkontur als diejenige des Kreis-Bezugsprofils vermeidbar sind. Nähtechnisch, d.h. für den Gebrauch einer erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel, bedeutet dies, dass zugleich mit der Querschnittsfläche auch der Eindringwiderstand in das Nähgut verringert wird, während die Stabilität der Nadel in Nährichtung, d.h. quer zur Fadenrinne, gegenüber einer Vergleichsnadel mit Kreisquerschnitt im Wesentlichen erhalten bleibt. Zugleich lassen sich gegenüber einer Vergleichsnadel mit prinzipiell ebener Querschnittsverminderung durch die erfindungsgemäße ellipsenartige Berandung geringere Krümmungen der Randkontur und - bei vergleichsweise gleichem Querschnitts-Flächeninhalt - eine geringe Länge des Umfangs erreichen.
Des Weiteren ist bevorzugt, dass eine erfindungsgemäße Nähmaschinen-Nadel eine sich von dem nadelspitzenseitigen Nadelöhr in Richtung auf den Kolben erstreckende Hohlkehle aufweist, um ausreichend Raum für die Schlingenfängerspitze eines Greifers, Schiffchens oder dgl. zu bieten und dadurch die Sicherheit gegen Fehlstichbildung zu erhöhen. Die Hohlkehle kann bspw. in bekannter Weise als Flachbetthohlkehle oder als Radiushohlkehle mit in Längsrichtung der Nähmaschinen-Nadel entsprechend gestaltetem Kehlenverlauf ausgeführt sein. Hinsichtlich ihrer Lage im Nadelquerschnitt ist bevorzugt, dass sich die Hohlkehle in dem zweiten Profilbereich, weiter vorzugsweise am Außenumfang gegenüberliegend zu der Fadenrinne befindet. Insbesondere kann die Hohlkehle in einem Längenabschnitt der Nähmaschinen-Nadel eingebettet sein, in dem die erfindungsgemäße ellipsenartige Querschnittsverminderung vorgenommen ist. Je nach der am Querschnitt gewählten Umfangslage der Hohlkehle und deren Auskehlungstiefe kann durch sie am Nadelquerschnitt zumindest bereichsweise eine über die elliptische bzw. ellipsenartige Abflachung hinausgehende Querschnittsverminderung verwirklicht sein. Bei einer Ausführungsform, bei der die erfindungsgemäße elliptische bzw. ellipsenartige Abflachung wie auch die Querschnittsabflachung durch die Hohlkehle jeweils quer zu der Halbkreisfußgeraden ausgerichtet sind, wird bei verkleinerten Einstichlöchern zugleich vorteilhaft erreicht, dass die Stabilität der Nadel in Nährichtung, d.h. also auch quer zur Hohlkehle, trotz der erfindungsgemäßen Abflachung erhalten bleibt. Bei einer zweckmäßigen Weiterbildung besteht die Möglichkeit, dass sich die ellipsenartige bzw. elliptische Querschnittsverminderung ausgehend von einem Nadelspitzenbereich, bspw. von einem Konusansatz der Nadelspitze, in Richtung auf den Kolben in Längsrichtung durchgehend bis zur Hohlkehle und weiter bevorzugt, bis über die Hohlkehle hinaus erstreckt. Auf diese Weise kann zur Erzielung besonders kleiner Einstichlöcher in dem Nähgut eine Begrenzung des Nadelquerschnittes sogar über die gesamte Einstichlänge hinweg auf einen lediglich aus dem eingangs definierten ersten und zweiten Profilbereich zusammengesetzten Querschnitt vorgenommen sein.
Hinsichtlich des zweiten Profilbereichs ist weiter bevorzugt, dass dieser eine Grundform in Gestalt einer Halbellipse besitzt, deren Längsachse mit der Halbkreisfußgeraden zusammenfällt. Alternativ oder kombinativ kann vorgesehen sein, dass die Querachse der Halbellipse mit der Spiegelsymmetrielinie der Fadenrinne im Nadelquerschnitt auf einer gemeinsamen Geraden liegt. Die längere der beiden Halbachsen, die auf der Ellipsenlängsachse liegt, weist gegenüber der kürzeren Halbachse bevorzugt eine um 5 bis 20%, bspw. eine um etwa 7%, 10% oder 14%, größere Länge auf. Je nach gewünschter Größe der Einstichlöcher und abhängig von der weiteren Gestaltung des Nadelquerschnittes können darüber hinaus auch andere Längenverhältnisse zweckmäßig sein.
Hinsichtlich des ersten Profilbereichs ist weiter bevorzugt, dass der dortige Querschnittsrandverlauf auf beiden Seiten der Fadenrinne von der Halbkreisfußlinie ausgehend in Umfangsrichtung der Halbkreisgrundform bis zu oder über Kreisradien hinaus folgt, welche als Tangenten an den Querschnittsverlauf der Fadenrinne angelegt sind. Des Weiteren ist bevorzugt, dass sich die Fadenrinne im Nadelquerschnitt ausschließlich innerhalb des ersten Profilbereichs erstreckt. Darüber hinaus ist an eine in der Weise zweckmäßige Ausgestaltung gedacht, dass die Fadenrinne einen Rinnengrund mit einer im Nadelquerschnitt ausgerundeten, weiter vorzugsweise kreisförmig ausgerundeten, Wölbungsfläche besitzt. Hinsichtlich einer derartig ausgerundeten Fadenrinne wird auch Bezug auf die DE 100 26 576 A1 der Anmelderin genommen
Hinsichtlich der in dieser vorgenannten Anmeldung auch beschriebenen vorteilhaften Wirkung, dass durch eine bevorzugte große konkave Rundung der Fadenrinne in einem kreisrunden Nadelschaft gegenüber abbiegenden Kräften in Öhrrichtung als auch quer dazu günstig liegende Sperrflächen entstehen, ist für die vorliegende Erfindung auch von eigenständiger Bedeutung, dass dadurch grundsätzlich auch bei einem gegenüber einem kreisrunden Nadelschaftquerschnitt querschnittsverminderten Nadelschaft ein Ausgleich einer dadurch je nach Formgebung möglichen Steifigkeitsabnahme erreicht werden kann. Da durch die erfindungsgemäß ellipsenartige bzw. elliptische Abflachung des Nadelschaftquerschnitts jedoch eine nennenswerte Steifigkeitsabnahme gerade vermeidbar ist, besteht in Verbindung damit durch eine (oder mehrere) geeignet gestaltete ausgerundete Fadenrinnen sogar die Möglichkeit, eine sogar noch über dem Vergleichswert einer Kreisprofilnadel liegende Schaftsteifigkeit zu erzielen.
In zweckmäßiger Weiterbildung besteht auch die Möglichkeit, dass eine zusätzliche Fadenrinne bzw. Ergänzungsrinne mit im Querschnitt ausgerundetem Rinnengrund vorgesehen ist, welche zu der in den ersten Profilbereich eingebetteten Fadenrinne in dem Nadelquerschnitt im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet sein kann. In diesem Zusammenhang ist bevorzugt, dass die Ergänzungsrinne in dem ellipsenartig oder elliptisch berandeten zweiten Profilbereich aufgenommen ist, so dass es durch die entsprechende dortige polydirektionale Wandungsausrichtung unmittelbar in dem durch die Abflachung querschnittsverminderten Profilbereich zu einer zusätzlichen Aussteifung kommt. Zusätzlich vermag die vorgenannte zusätzliche Fadenrinne bzw. Ergänzungsrinne auch einen für die Fadenführung selbst vorteilhaften Beitrag zu leisten, indem eine bessere Fadenführung erreicht wird und die Gefahr des Rei-ßens des Fadens verringert wird. Wie von der Anmelderin durchgeführte Versuche zeigen, wird dies überraschenderweise vorteilhaft auch bereits durch eine zusätzliche Fadenrinne bzw. Ergänzungsrinne erreicht, deren Rinnenquerschnitt und insbesondere Rinnentiefe kleiner als der Rinnenquerschnitt bzw. -tiefe der Fadenrinne ist. Hinsichtlich der weiter bevorzugten Gestaltungsmöglichkeiten der Fadenrinne und einer ihr gegenüberliegenden zusätzlichen Fadenrinne bzw. Ergänzungsrinne sowie hinsichtlich der damit an einer Nadel mit kreisrundem Querschnitt in Versuchen ermittelten Zunahme der Nadelsteifigkeit wird ebenfalls Bezug auf die DE 100 26 576 A1 der gleichen Anmelderin genommen.
Bevorzugt ist weiter, dass die Ergänzungsrinne, verglichen mit der Fadenrinne, einen kleineren oder etwa gleich großen Rinnenquerschnitt aufweist. Hinsichtlich der Formgebung und Bemessung besteht die Möglichkeit, dass der Rinnenr grund der Fadenrinnen und/oder der Ergänzungsrinne im Querschnitt an eine Kreiskontur angeschmiegt ist, wobei der Durchmesser der Kreiskontur die in etwa halbe Länge der Halbkreisfußgeraden besitzen kann. In weiterer Ausgestaltung kann vorgesehen sein, dass die Tiefe der Ergänzungsrinne kleiner oder etwa gleich der Tiefe der Fadenrinne ist. Auch ist bevorzugt, dass die lichte Querschnittsmündungsbreite der Ergänzungsrinne kleiner oder etwa gleich der lichten Querschnittsmündungsbreite der Fadenrinne ist. Um eine auch für hohe Querbeanspruchung geeignete gleichmäßige Spannungsverteilung im Nadelquerschnitt zu unterstützen, können die Seitenflanken der Ergänzungsrinne und/ oder der Fadenrinne im Nadelquerschnitt stumpfwinklig zu der Mantelfläche des Nadelschafts verlaufen. Hinsichtlich der Kerbwirkung wirkt sich reduzierend, d.h. vorteilhaft aus, wenn die Seitenflanken der Fadenrinne und/oder der Ergänzungsrinne im Nadelquerschnitt konvex abgerundet in die Mantelfläche des Nadelschaftes übergehen.
Des Weiteren besteht bei einer Nähmaschinen-Nadel mit erfindungsgemäß ellipsenartig bzw. elliptisch abgeflachtem Nadelschaftquerschnitt auch die Möglichkeit, dass zwischen dem Schaft und dem demgegenüber querschnittsgrößeren Kolben ein kegelstumpfartiger, vorzugsweise konischer Übergang gebildet ist, wobei der Schaft im Längenabschnitt zwischen dem Übergang und der Hohlkehle sowie ggf. bis in den Nadelspitzenbereich einen im Wesentlichen einheitlichen Querschnitt bzw. eine einheitliche Grundform desselben aufweist. Damit kann auch bei einer Nähmaschinen-Nadel mit einem erfindungsgemäß abgeflachten Schaftquerschnitt; vorzugsweise, in Verbindung mit einer die Nadelsteifigkeit erhöhenden Fadenrinne und ggf. Ergänzungsrinne, auf, einen gesonderten, an den Übergang anschließenden und in herkömmlicher Weise verstärkten Schaftabschnitt verzichtet werden.
Die Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beigefügten Figuren beschrieben, in denen bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel wiedergegeben sind. Darin zeigt:

Fig.1: eine Seitenansicht (mit bereichsweisem Aufbruch) einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel
Fig. 2: eine Draufsicht auf die in Fig.1 gezeigte Nähmaschinen-Nadel,
Fig. 3: eine vergrößerte erste Schnittansicht der in Fig. 2 gezeigten Nähmaschinen-Nadel entlang Schnittlinie III-III,
Fig. 4: eine vergrößerte zweite Schnittansicht der in Fig. 2 gezeigten Nähmaschinen-Nadel entlang Schnittlinie IV-IV,
Fig. 5: eine vergrößerte Schnittansicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel, bei der gegenüber Fig. 3 eine stärkere elliptische Abflachung vorgesehen ist,
Fig. 6: eine vergrößerte Schnittansicht einer dritten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel,
Fig. 7: eine Seitenansicht (mit bereichsweisem Aufbruch) einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel mit Ergänzungsrinne und ohne verstärkten Schaftabschnitt,
Fig. 8: eine vergrößerte Schnittansicht der in Fig. 7 gezeigten Nähmaschinen-Nadel entlang Schnittlinie VIII-VIII und
Fig. 9: eine vergrößerte Schnittansicht einer noch weiteren bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel.

Fig.1 zeigt eine Seitenansicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel 1. Diese besitzt einen von einem Kolben 2 ausgehenden Schaft 3. Der Kolben 2 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als Rundkolben ausgeführt, alternativ wäre im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedoch auch ein Flachkolben oder eine andere zweckmäßige Kolbenform einsetzbar. Der Schaft 3 weist auf seiner Mantelfläche 4 eine von dem Nadelspitzenbereich 5 in Richtung auf den Kolben 2 verlaufende Fadenrinne 6 auf, die sich in Längsrichtung bis in einen verstärkten Schaftbereich 3', der unter einer konischen Aufweitung in den Kolben 2 übergeht, erstreckt. Der Nadelspitzenbereich 5 erstreckt sich ausgehend von der Nadelspitze 8 über einen anschließenden Konusabschnitt 7 bis hin zu dem Nadelöhr 9. Hieran schließt sich in Richtung auf den Kolben 2 eine am Nadelquerschnitt der Fadenrinne 6 gegenüberliegende Hohlkehle 10 an, die in dem Ausführungsbeispiel als Flachbetthohlkehle ausgestaltet ist. Zu dem in Fig.1 lediglich beispielhaft dargestellten Ausführungsbeispiel wird angemerkt, dass im Rahmen der Erfindung auch eine weitere Ausführungsform bevorzugt ist, bei welcher als Unterschied demgegenüber keine zusätzliche Schaftverstärkung, wie diese in den Fig.1 und 2 in dem Schaftbereich 3' dargestellt ist, vorgesehen ist. Der Schaft 3 kann sich dabei demzufolge mit seinem in den Fig.1, 2 gezeigten schlanken Querschnitt durchgehend, bzw. bis zu dem Kolben 2 oder einem Kolbenübergangsbereich erstrecken. Ein derartiger, in Fig. 2 an den Kolben 2 anschließender, bspw. konusförmiger Übergangsbereich (vgl. auch Übergang 26 in Fig. 7) hat nicht die Bedeutung einer herkömmlichen, über einen Längenabschnitt hinweg gleichbleibenden Verstärkung des Schaftquerschnittes, sondern stellt einen allmählichen Querschnittsübergang vom Ende des durchgehend schlanken Schafts zum demgegenüber querschnittsgrößeren Kolben dar.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel 1 in der in Fig.1 angegebenen Blickrichtung II. Die Schnittlinie III-III in Fig. 2 bezeichnet einen Querschnitt durch den Schaft 3 vor der Hohlkehle 10, dessen Formgebung Fig. 3 zu entnehmen ist. Des Weiteren bezeichnet die in Fig. 2 eingetragene Schnittlinie IV-IV einen Querschnitt durch den Schaft 3 vor dem Konusabschnitt 5, dessen Formgebung Fig. 4 zu entnehmen ist. Hinsichtlich der in den Figuren 3 ff. gezeigten Querschnitte bezeichnet K eine als geometrische Grund- bzw. Vergleichsfigur dienende Kreiskontur, welche zur Verdeutlichung ihrer Bedeutung strichpunktiert dargestellt ist. Durch die Mitte der Kreiskontur K verläuft in zu der Zeichenebene der Schnittansichten senkrechter Richtung die Mittelachse M, die auch den Figuren 1 und 2 zu entnehmen ist. Zwei Punkte P1 und P2 liegen einander am Umfang der Kreiskontur K gegenüber, wobei die Querschnittsrandkontur des die Fadenrinne 6 aufnehmenden Halbprofils (erster Profilbereich) jeweils ausgehend von den Punkten P1 und P2 über Umfangslängenabschnitte 11, 12 an die Kreiskontur K angeschmiegt ist. Insofern besitzt der durch die Verbindungslinie zwischen den Punkten P1 und P2 begrenzte erste Profilbereich 13 die Grundform eines Halbkreises, so dass bezüglich der besagten Verbindungsgeraden zwischen P1 und P2 von einer Halbkreisfußgeraden H zu sprechen ist. Der Nadelquerschnitt weist des Weiteren einen zweiten Profilbereich 14 auf, der sich entlang der Halbkreisfußgeraden H an den ersten Profilbereich 13 anschließt. Gegenüber einem Halbkreis, der bezüglich der Halbkreisfußgeraden H spiegelsymmetrisch zu dem mit Bezug auf den ersten Profilbereich 13 beschriebenen Halbkreis angeordnet ist, weist der zweite Profilbereich 14 eine quer zu der Halbkreisfußgeraden H gerichtete Querschnittsverminderung c auf, die durch eine in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen den Punkten P1 und P2 umlaufende elliptische Außenberandung 15 des zweiten Profilbereichs 14 vorgegeben ist. Die Länge bzw. das Maß der Querschnittsverminderung c ist mit der auf die Halbkreisfußgeraden projizierten Lage veränderlich, wobei das kleinste Maß (Null) an den Schnittpunkten der Randkontur mit der Halbkreisfußgeraden und das größte Maß im Scheitel S des zweiten Profilbreichs erhalten wird. Entlang der elliptischen Außenberandung 15 folgt die Randkontur des Nadelquerschnittes in Fig. 3 der vorangehend zitierten Grundgleichung einer Ellipse, wobei mit Bezug auf die angegebenen Koordinatenrichtungen a die längere Halbachse und b die kürzere Halbachse einer Halbellipse sind, welche die Grundform des zweiten Profilbereichs 14 bildet. Dabei bedeutet Grundform, dass im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch dann von einer elliptischen bzw. ellipsenartigen Berandung zu sprechen ist, wenn über einen Querschnittsteilbereich des zweiten Profils hinweg deutliche, insbesondere zum Querschnittsinneren gerichtete Abweichungen (bspw. in Form einer Hohlkehle, einer evtl. weiteren Fadenrinne oder dergleichen) vorhanden sind. Wie weiter dargestellt, entspricht bei den gezeigten Ausführungsbeispielen die längere Halbachse a zugleich dem Radius der Kreiskontur K. Während die elliptische Außenberandung 15 des in Fig. 3 dargestellten, vor der Hohlkehle 10 liegenden Nadelquerschnittes die zitierte Ellipsengrundgleichung erfüllt, zeigt die ellipsenartige Außenberandung 16 des in Fig. 4 dargestellten, vor dem Konusabschnitt 7 liegenden Querschnittes einen gegenüber der durch die Gleichung bestimmten Ellipsenkontur E geringfügig bauchigeren Kurvenverlauf, so dass gleichwohl von einer zumindest etwa elliptischen bzw. ellipsenartigen Außenberandung zu sprechen ist. In den Querschnitten der Figuren 3 und 4 weist die jeweils kürzere Halbachse der Halbellipse jeweils die gleiche Länge b auf. Dies bedeutet, dass sich die ellipsenartige Querschnittsverminderung nicht nur ausgehend von dem Nadelspitzenbereich 5 in Richtung auf den Kolben 2 durchgehend bis über die Hohlkehle 10 hinaus erstreckt, sondern dass bei dem speziellen Ausführungsbeispiel darüber hinaus die in Nadellängsrichtung durch den Ellipsenscheitel S verlaufende Scheitellinie 20 der elliptischen bzw. ellipsenartigen Abflachung über diesen Längenabschnitt hinweg parallel zu der Mittelachse M verläuft. Darüber hinaus weisen bei dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten bevorzugten Ausführungsbeispiel auch die längeren Halbachsen a zueinander gleiche Längen auf. Die längere Halbachse a besitzt dabei gegenüber der kürzeren Halbachse b eine um etwa 7%, größere Länge, bezogen auf die Länge der kürzeren Halbachse b. Bezüglich des ersten Profilbereichs 13 sind zwischen Fig. 3 und 4 insoweit Abweichungen gegeben, als die an die Kreiskontur K angeschmiegten Umfangslängenabschnitte 11',12' in Fig. 4 gegenüber den Umfangslängenabschnitten 11,12 in Fig. 3 eine größere Länge besitzen, so dass in dem Querschnitt vor der Hohlkehle 10 gegenüber dem Querschnitt vor dem Konusabschnitt 7 ein etwas flacherer Übergang zu der Fadenrinne 6 resultiert. Des Weiteren weisen vor der Hohlkehle 10 auch die Seitenflanken 21, 22 der Fadenrinne 6 in deren oberem Bereich einen etwas flacheren Verlauf als die Seitenflanken 21', 22' vor dem Konusabschnitt 7 auf.
Fig. 5 zeigt eine Schnittansicht durch eine zweite bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel 1 in einem Bereich ihres Schaftes 3, welcher lagemäßig der in Fig. 2 eingetragenen Schnittlinie III-III entspricht. Gegenüber dem in Fig. 3 gezeigten Querschnitt ist darin, bezogen auf jeweils gleichen Abstand von der γ-Achse, eine größere Querschnittsverminderung c gewählt. Hinsichtlich der zugeordneten Halbellipse weist dabei die längere Halbachse a gegenüber der kürzeren Halbachse b (bezogen auf letztere) eine um etwa 20% größere Länge auf.
Fig. 6 zeigt eine Schnittansicht durch eine dritte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel 1, welche lagemäßig ebenfalls der in Fig. 2 eingetragenen Schnittlinie III-III zugeordnet ist. Der Randverlauf 23 des ersten Profilbereichs 13 folgt darin auf beiden Seiten der Fadenrinne 6 von der Halbkreisfußlinie H ausgehend in Umfangsrichtung der Halbkreisform bis über Kreisradien hinaus, welche als Tangenten T an den Querschnittsverlauf der Fadenrinne 6 angelegt sind. Zudem weist die Fadenrinne 6 einen Rinnengrund 24 mit einer im Nadelquerschnitt kreisförmig ausgerundeten Wölbungsfläche auf. Die Länge der längeren Halbachse a beträgt in diesem Ausführungsbeispiel bei natürlicher Größe 0,525 Millimeter, die der kürzeren Halbachse b 0,46 Millimeter. Somit weist bei der in Fig. 6 gezeigten Querschnittsform die längere Halbachse a gegenüber der kürzeren Halbachse b (bezogen auf letztere) eine um etwa 14% größere Länge auf.
In natürlicher Größe kann die erfindungsgemäße Nähmaschinen-Nadel in Seitenansicht (Fig.1) am nadelöhrseitigen Ende des Konusabschnittes 7 eine Stärke von bevorzugt etwa 0,69 Millimeter und am Schaft 3 zwischen Hohlkehle 10 und Kolben 2 von etwa 0,78 Millimeter besitzen, während die radiale Tiefe der Hohlkehle 10 etwa 0,22 Millimeter betragen kann. In Draufsicht (Fig. 2) kann die Nadelstärke des Schaftes 3 in dem sich kolbenzugewandt an die Hohlkehle 10 anschließenden Längenabschnitt etwa 0,94 Millimeter, in größerem Abstand von der Hohlkehle 10 etwa 1,01 Millimeter betragen. In dem durch die Schnittebene III-III der Fig. 2 gekennzeichneten Nadelquerschnitt kann die maximale Erstreckung in Richtung der in Fig. 3 eingetragenen y-Achse bei einer weiter bevorzugten Ausführungsform etwa 0,78 Millimeter, die maximale Erstreckung in x-Richtung etwa 0,94 Millimeter betragen. Dabei kann die in y-Richtung verbleibende Querschnittsstärke zwischen dem Grund der Fadenrinne 6 und dem Ellipsenscheitel S etwa 0,48 Millimeter, d.h. die Tiefe der Fadenrinne 6 etwa 0,3 Millimeter betragen.
Fig. 7 zeigt in einer teilweise aufgebrochenen Längsansicht vergrößert eine weitere bevorzugte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel 1. Abweichend von den in den Fig.1 und 2 dargestellten Ausführungsformen weist die in Fig. 7 dargestellte Nähmaschinen-Nadel zusätzlich zu der auch hier vorhandenen Fadenrinne 6 eine ihr am Nadelschaftquerschnitt gegenüberliegende Ergänzungsrinne 25 auf. In Längsrichtung wird diese kolbenseitig durch einen Auslauf begrenzt, der im Bereich eines konusartigen Übergangs 26 zwischen dem Schaft 3 und dem demgegenüber querschnittsgrößeren Kolben 2 vorgesehen ist. Der mit dem Bezugszeichen 26 gekennzeichnete Längenabschnitt stellt einen allmählichen Übergang vom Ende des über seine ganze Länge hinweg schlanken, d.h. ohne längenabschnittsweise gleichbleibende Schaftverstärkung ausgebildeten, Schaft 3 zu dem demgegenüber querschnittsgrößeren Kolben 2 dar. An dem in Längsrichtung gegenüberliegenden Ende wird die Ergänzungsrinne 25 durch einen Höcker 27 begrenzt, dessen konvexer Scheitel auf Höhe der Scheitellinie 20 der ellipsenartigen Abflachung liegt und an den sich öhrseitig die Hohlkehle 10 anschließt. Die Hohlkehleneintiefung ist der Darstellung als Abstand zwischen der zur Verdeutlichung verlängerten, gestrichelt dargestellten Scheitellinie 20 und der ihr zuweisenden durchgezogenen Körperkante im schraffierten Aufbruch zu entnehmen. Es ist dargestellt, dass auch die Fadenrinne 6 im Bereich des Übergangs 26 einen auskeilenden Auslauf besitzt und dass die Rinnentiefe wie auch bei der Ergänzungsrinne 25 über die jeweilige Rinnenlänge hinweg jeweils praktisch unverändert ist. Die erfindungsgemäße ellipsenartige Abflachung ist wie bei Fig.1 praktisch über die gesamte Länge des Schaftes 3 realisiert. Eine weitere Unterscheidung gegenüber der in den Fig.1 und 2 dargestellten Ausführungsform besteht darin, dass die in Fig. 7 gezeigte Nähmaschinen-Nadel keinen an den Übergang 26 anschließenden, nochmals verstärkten Schaftbereich (vgl. Bezugszeichen 3' in Fig.1, 2) besitzt, sondern dass hier der an den Übergang 26 anschließende Schaft 3 bis zu dem Höcker 27 einen praktisch einheitlichen Querschnitt aufweist.
Fig. 8 zeigt einen vergrößerten Schnitt durch die in Fig. 7 gezeigte bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel 1 entlang der Schnittlinie VIII-VIII. Wie auch in Fig. 9 sind darin solche Gestaltungsmerkmale, die mit den Fig. 3 bis 6 prinzipiell übereinstimmen, mit gleichen Bezugszeichen benannt, wenngleich hinsichtlich der konkreten Formgebung auch einzelner solcher Merkmale gewisse Abweichungen möglich sind. So ist betreffend die Fadenrinne 6 deren Rinnengrund in Fig. 8 verglichen mit Fig. 3 nach radial auswärts verlagert, wobei die seitlichen Flanken 21, 22 der Fadenrinne 6 vergleichsweise steiler stehen und die Umfangslängenabschnitte 11,12 bis im Wesentlichen zu der Mündung der Fadenrinne 6 zur Mantelfläche hin der Kreiskontur folgen. Hinsichtlich der Schnittlage der Fig. 8 und 9 wird angemerkt, dass die darin gezeigten Nadelquerschnitte gegenüber der sich aus Schnitt VIII-VIII in Fig. 7 unmittelbar ergebenden Ausrichtung zur Vereinheitlichung der Lage mit den Fig. 3 bis 6 um 90° im Uhrzeigersinn gedreht dargestellt sind. Fig. 8 verdeutlicht weiter, dass die Ergänzungsrinne 25 in dem ellipsenartig abgeflachten zweiten Profilbereich 14 eingebettet und dabei der Fadenrinne 6 gegenüberliegend angeordnet ist. Die Ergänzungsrinne 25 weist wie die Fadenrinne 6 einen aus gerundeten Rinnengrund auf. Die seitlichen Flanken 28, 29 der Ergänzungsrinne 25 schließen mit der angrenzenden, elliptisch abgeflachten Mantelfläche bzw. elliptischen Außenberandung 30 bei abgerundetem Übergang einen stumpfen Winkel ein, während der korrespondierende Übergang zwischen den seitlichen Flanken 21, 22 der Fadenrinne 6 und den Umfangslängenabschnitten 11, 12 einen spitzen Winkel bildet. Darüber hinaus wird deutlich, dass die Ergänzungsrinne 25 einen kleineren Rinnenquerschnitt als die Fadenrinne 6 besitzt, wobei sowohl die Rinnentiefe wie auch die Mündungsweite jeweils kleiner als bei der Fadenrinne 6 bemessen sind.
Fig. 9 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht einer weiteren bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nähmaschinen-Nadel 1 im Schaftbereich bei mit Fig. 8 übereinstimmender Lage der Schnittebene. Der hierin gezeigte Querschnitt unterscheidet sich von Fig. 8 durch eine demgegenüber vertiefte und breitere Ergänzungsrinne 25. Wie in Fig. 8 ist dabei vorgesehen, dass die seitlichen Flanken 28,29 in konkaver Rundung in die ellipsenartige, bzw. elliptische Außenberandung 30 übergehen. Wenngleich gemäß Fig. 9 die lichte Mündungsweite der Ergänzungsrinne 25 bereits in etwa der Mündungsweite der Fadenrinne 6 entspricht, fällt die Rinnentiefe demgegenüber geringer aus. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, dass die Fadenrinne und die Ergänzungsrinne identische oder annähernd gleiche Querschnitte besitzen.

Claims

Nähmaschinen-Nadel (1) mit einem von einem Kolben (2) ausgehenden Schaft (3), welcher auf seiner Mantelfläche (4) - ausgehend vom Nadelspitzenbereich (5) - mindestens eine in Richtung auf den Kolben (2) verlaufende Fadenrinne aufweist (6), wobei der Nadelquerschnitt zumindest längenabschnittsweise einen ersten Profilbereich (13) in Grundform eines Halbkreises mit darin eingebetteter Fadenrinne (6) und einen entlang der Halbkreisfußgeraden (H) angrenzenden, zweiten Profilbereich (14) umfasst, dessen Grundform gegenüber einem spiegelsymmetrischen Halbkreis eine quer zur Halbkreisfußgeraden (H) gerichtete Querschnittsverminderung (c) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverminderung (c) durch eine zumindest ellipsenartige Außenberandung (15,16,17 ,18) des zweiten Profilbereichs (14) gebildet ist.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass eine sich von dem nadelspitzenseitigen Nadelöhr (9) in Richtung auf den Kolben (2) erstreckende Hohlkehle (10) vorgesehen ist und sich die Querschnittsverminderung (c) ausgehend von dem Nadelspitzenbereich (5) in Richtung auf den Kolben (2) durchgehend bis über die Hohlkehle (10) hinaus erstreckt.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder beiden der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Profilbereich (14) eine Grundform in Gestalt einer Halbellipse besitzt, deren Längsachse mit der Halbkreisfußgeraden (H) zusammenfällt.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Profilbereich (14) eine Grundform in Gestalt einer Halbellipse besitzt, deren Querachse mit der Spiegelsyimnetrielinie der Fadenrinne (6) auf einer, gemeinsamen Geraden liegt.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die längere Halbachse (a) der Ellipse gegenüber der kürzeren Halbachse (b) der Halbellipse eine um 5 bis 20%, insbesondere eine um etwa 7%,10% oder 14% größere Länge besitzt.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Randverlauf des ersten Profilbereichs (13) auf beiden Seiten der Fadenrinne (6) von der Halbkreisfußlinie (4) ausgehend in Umfangsrichtung der Halbkreisform bis über Kreisradien hinaus folgt, welche als Tangenten (T) an den Querschnittsverlauf der Fadenrinne (6) angelegt sind.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fadenrinne (6) im Nadelquerschnitt ausschließlich innerhalb des ersten Profilbereichs (13) erstreckt.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Fadenrinne (6) einen Rinnengrund (24) mit einer im Nadelquerschnitt kreisförmig ausgerundeten Wölbungsfläche aufweist.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ergänzungsrinne (25) mit im Querschnitt ausgerundetem Rinnengrund, welche zu der in den ersten Profilbereich (13) eingebetteten Fadenrinne (6) in dem Nadelquerschnitt im Wesentlichen gegenüberliegend angeordnet ist.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ergänzungsrinne (25), verglichen mit der Fadenrinne (6), einen kleineren oder etwa gleich großen Rinnenquerschnitt aufweist.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rinnengrund der Fadenrinne (6) und/ oder der Ergänzungsrinne (25) im Querschnitt an eine Kreiskontur angeschmiegt ist, wobei der Durchmesser der Kreiskontur die in etwa halbe Länge der Halbkreisfußgeraden (H) besitzt.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe der Ergänzungsrinne (25) kleiner oder etwa gleich der Tiefe der Fadenrinne (6) ist.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die lichte Querschnittsmündungsbreite der Ergänzungsrinne (25) kleiner oder etwa gleich der lichten Querschnittsmündungsbreite der Fadenrinne (6) ist.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflanken der Ergänzungsrinne (25) im Nadelquerschnitt stumpfwinklig zu der Mantelfläche des Nadelschafts verlaufen.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenflanken (21, 22, 28, 29) der Fadenrinne (6) und/oder der Ergänzungsrinne (25) im Nadelquerschnitt konvex abgerundet in die Mantelfläche des Nadelschaftes übergehen.
Nähmaschinen-Nadel (1) nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Schaft (3) und dem demgegenüber querschnittsgrößeren Kolben (2) ein kegelstumpfartiger, vorzugsweise konischer, Übergang (26) gebildet ist, wobei der im Querschnitt ellipsenartige bzw. elliptisch abgeflachte Schaft (3) im Längenabschnitt zwischen dem Übergang (26) und der Hohlkehle (10) einen im Wesentlichen einheitlichen Querschnitt aufweist.