[0001] Die Erfindung betrifft eine Hakenöhrnadel für Buchbinderheftmaschinen, Stickmaschinen
und dergl., mit einem Nadelschaft, an den sich über ein Halsteil ein Nadelkopf anschließt,
der eine im wesentlichen kegelförmige Nadelspitze aufweist und eine Zunge trägt,
die gemeinsam mit dem Halsteil das Hakenöhr bildet, das auf der der Nadelspitze zugewandten
Seite durch eine ausgerundete Kehle begrenzt ist.
[0002] Hakenöhrnadeln, wie sie zum Durchziehen einer Fadenschleife durch ein Arbeitsstück,
bspw. die miteinander zu verheftenden Blätter eines Buches Verwendung finden, sind
in zwei gebräuchlichen Ausführungsformen bspw. in der DE-PS 642 703 beschrieben, wo
gleichzeitig auch die Funktion einer mit solchen Hakenöhrnadeln arbeitenden Buchbinderheftmaschine
kurz erläutert ist. Grundsätzlich kommen diese Hakenöhrnadeln derart zum Einsatz,
daß sie durch das vorher vor- oder ungelochte Arbeitsgut durchgestochen wird, bis
ihre Zunge einseitig freiliegt und einen Faden fangen kann, der sodann in Form einer
Schleife durch das Arbeitsgut hindurchgezogen wird. Insbesondere bei hartem Arbeitsgut,
wie dies bspw. beim Heften der Papierblätter eines Buches gegeben ist, ist der Faden
beim Durchziehen der Fadenschleife durch das Arbeitsgut einer erheblichen Beanspruchung
ausgesetzt. Es treten nämlich bei den bekannten Hakenöhrnadeln hohe Reibungskräfte
zwischen dem Faden und dem Papier auf, was zu einer erheblichen Zugbelastung im Spitzenbereich
der Nadel führt. Die Folge davon sind Beschädigungen des Fadens, die die Stabilität
der Heftung beeinträchtigen oder, bspw. bei Stickmaschinen, zu unsauberem Aussehen
des fertigen Arbeitsstückes führen. Die Schwierigkeiten werden naturgemäß umso größer,
je höher die Arbeitsgeschwindigkeit der Hakenöhrnadeln ist, so daß es sogar zu Fadenbrüchen
kommen kann. Demgemäß ist die Arbeitsgeschwindigkeit durch die Fadenbeanspruchung
begrenzt.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, hier abzuhelfen und eine Hakenöhrnadel zu schaffen,
die eine weitgehende Schonung des Fadens beim Durchziehen der Fadenschleife durch
das Arbeitsgut gewährleistet und damit auch die Verarbeitung von Fadenmaterial geringerer
Qualität sowie die Erzielung hoher Arbeitsgeschwindigkeiten gestattet.
[0004] Zur Lösung dieser Aufgabe ist die eingangs genannte Hakenöhrnadel erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelkopf, zumindest im Bereiche des Hakenöhrs beginnend,
unter Ausbildung zweier beidseitig der Längssymmetrieebene der Nadel liegender Fadenfreiräume
über die Nadelspitze hin absatzlos seitlich sich verjüngend ausgebildet ist und die
kegelige Nadelspitze im Bereiche der Kehle des Hakens eine hochkant stehende, zu der
ihre Schmalseiten mittig schneidenden Längssymmetrieebene symmetrische, im wesentlichen
rechteckige Querschnittsgestalt mit abgerundeten oder angefasten Kanten aufweist.
[0005] Durch diese Ausbildung des Nadelkopfes der Nadelöhrnadel wird ein optimaler Fadenschutz
beim Durchziehen der Fadenschleife durch das Arbeitsgut gewährleistet. Die beidseitig
der Kehle verlaufenden beiden Schenkel der Fadenschleife liegen nämlich innerhalb
der Fadenfreiräume geschützt, so daß sie beim Durchziehen der Fadenschleife nicht
seitlich gegen das Material des Arbeitsgutes angepreßt werden und somit auch praktisch
keine Reibungskräfte zwischen dem Fadenmaterial und dem Arbeitsgut auftreten. Die
Fadenfreiräume sind abgestimmt auf die Dicke des Fadenmaterials, so tief, daß die
beiden Schenkel der Fadenschleife seitlich gegenüber dem Umriß des beim Durchstechen
durch das Arbeitsgut das Loch bildenden Halsteil oder Schaft der Nadel zurücktreten,
mit dem Ergebnis, daß sie beim Zurückziehen der Hakenöhrnadel durch das in diesem
Bereich stärker aufgeweitete Loch im Arbeitsgut ohne Behinderung hindurchgezogen
werden können.
[0006] In der Praxis hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn die seitliche
Verjüngung des Nadelkopfes zwischen der Kehle oder dem Nadelschaft und dem Ende der
Nadelspitze auf jeder Seite der Längssymmetrieebene wenigstens ein Viertel der Nadelschaftbreite
bzw. des Nadelschaftdurchmessers beträgt. Als günstig hat es sich auch erwiesen, wenn
der Nadelkopf im Bereiche der Kehle des Hakenöhrs seitlich konkav verjüngt ist. Um
insbesondere beim Durchstechen von hartem Arbeitsgut der Nadelspitze eine größere
Stabilität zu verleihen, kann es zweck mäßig sein, daß die Nadelspitze einen von
ihrem Ende ausgehenden Bereich im wesentlichen gleicher Breite aufweist. Dabei kann
das Ende der Nadelspitze dann als eine in der Längssymmetrieebene der Nadel liegende
Schneide oder Kegelspitze ausgebildet sein.
[0007] Die Nadelspitze kann unter Ausbildung von längsverlaufenden, von der Kehle ausgehenden
Fadenführungsrillen seitlich hohlgeschliffen sein, wodurch die Führung der Fadenschleife
verbessert werden kann, ohne die Nadel unnötig weiter zu schwächen.
[0008] Von Vorteil kann es auch sein, wenn der Halsteil beginnend in dem Bereich vor dem
Ende der Zunge, zu der Nadelspitze hin beidseitig der Längssymmetrieebene der Nadel
seitlich verjüngt ist und sich an diese erste seitliche Verjüngung die seitliche Verjüngung
des Nadelkopfes als zweite Verjüngung anschließt. Auf diese Weise wird der erforderliche
Fadenfreiraum auf zwei in Nadellängsrichtung hintereinanderliegende Abschnitte des
Nadelkopfes und des Nadelhalses aufgeteilt, womit eine für verschiedene Einsatzzwecke
zu abrupte Verjüngung im Nadelkopf vermieden wird. Der verjüngte Halsteil kann in
dem vor der zweiten Verjüngung liegenden Bereich zumindest abschnittsweise eine im
wesentlichen gleiche Breite aufweisen, was mit Rücksicht auf die Stabilität der Nadel
von Vorteil ist.
[0009] Schließlich ist es zweckmäßig, wenn die Zunge endseitig zum Halsteil hin leicht
abgebogen ist, um ein Herausgleiten der Fadenschlinge aus dem Hakenöhr zu verhüten
und Fehlstiche sowie das Einhaken in das Arbeitsgut zu vermeiden. Außerdem wird die
Einstellung auf eine vorgegebene Hakenöhröffnung erleichtert.
[0010] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung im Vergleich
zu einer herkömmtlichen Hakenöhrnadel dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Hakenöhrnadel gemäß dem Stand der Technik, für eine Buchbinderheftmaschine,
in einer Seitenansicht, im Ausschnitt,
Fig. 2 und 3 die Hakenöhrnadel nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie II-II bzw.
III-III der Fig.1,
Fig. 4 die Hakenöhrnadel nach Fig. 1, in einer Draufsicht, mit zugeordneter Fadenschlinge
und im Ausschnitt,
Fig. 5 eine Hakenöhrnadel gemäß der Erfindung, in einer Seitenansicht und in einer
Darstellung entsprechend Fig. 1,
Fig. 6 und 7 die Hakenöhrnadel nach Fig. 5, geschnitten längs der Linie VI-VI bzw.
VII-VII der Fig. 5,
Fig. 8 die Hakenöhrnadel nach Fig. 5, in einer Draufsicht und in einer Darstellung
entsprechend Fig. 4,
Fig. 9 die bekannte Hakenöhrnadel nach Fig. 1, geschnitten längs der Linie II-II,
unter Veranschaulichung des Arbeitsgutes und der eingelegten Fadenschlinge beim Durchziehen
durch das Arbeitsgut, in einem anderen Maßstab, und
Fig.10 die erfindungsgemäße Hakenöhrnadel nach Fig.5, geschnitten längs der Linie
VI-VI der Fig. 5 und in einer Darstellung entsprechend Fig. 9.
[0011] Die zur vergleichsweisen Verdeutlichung der Erfindung in den Fig. 1 - 4 und 9 dargestellte
bekannte Hakenöhrnadel entspricht etwa der Ausführungsform nach den Abbildungen
7,8 der DE-PS 642 703, wie sie in ähnlicher Ausbildung in großem Umfang im praktischen
Einsatz ist. Die Hakenöhrnadel weist einen Nadelschaft 1 von kreisrunder Querschnittsgestalt
auf, der mit einem in der Zeichnung nicht weiter dargestellten Einspann- oder Einschraubteil
ausgebildet ist und an den sich über ein Halsteil 2 ein Nadelkopf 3 anschließt,
der eine im wesentlichen kegelförmige Nadelspitze 4 aufweist, deren punktförmiges
Ende, die eigentliche "Spitze", mit 5 bezeichnet ist. Der Nadelkopf 3 trägt eine angeformte
Zunge 6, die gemeinsam mit der Oberseite des Halsteils 2 das Hakenöhr 7 bildet, welches
auf der der Nadelspitze 4 zugewandten Seite durch eine ausgerundete Kehle 8 begrenzt
ist. Der Nadelhalsteil 2 ist gegenüber der Nadelschaftoberseite über einen Nadelbrustbereich
9 vertieft angeordnet, so daß die Oberkante der Zunge 6 mit der Nadelschaftoberseite
fluchtet oder gegen diese etwas zurückgesetzt ist. Die Nadelschaftunterseite ist über
den Halsteil 2 bis zu der Nadelspitze 4 hin gerade durchgehend ausgebildet.
[0012] Die Nadelzunge 6 ist endseitig bei 10 etwas nach innen zu zu dem Halsteil 2 hin geneigt;
die Öffnungweite des ansonsten im wesentlichen parallelflankig begrenzten Hakenöhrs
7 ist auch so bemessen, daß der dieser Nadelgröße zugeordnete Faden unbehindert durch
das Hakenöhr 7 hindurchgleiten kann. Wie aus Fig. 4 zu ersehen, ist die Zunge 6 an
ihrem Ende auch seitlich etwas zugespitzt, doch sind auch Ausführungsformen in Gebrauch,
bei denen die Zunge 6 sich endseitig nur etwas verjüngt, wie dies bei 11 strichpunktiert
angedeutet ist. In ihrem übrigen Verlauf weist die Zunge 6 im wesentlichen die gleiche
Breite wie der Halsteil 2 auf.
[0013] In den Fig. 5 - 9 und 10 ist demgegenüber die erfindungsgemäße Hakenöhrnadel im Vergleich
dargestellt, wobei gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen
versehen sind. Diese Merkmale sind, soweit sie mit jenen der Ausführungsform nach
den Fig. 1 - 4 übereinstimmen, nicht nochmals erläutert.
[0014] Der Nadelkopf 3 ist, bei 12 im Bereiche des Hakenöhrs 7 beginnend, beidseitig der
bei 13 in Fig. 8 angedeuteten Längssymmetrieebene der Nadel absatzlos seitlich sich
verjüngend ausgebildet, so daß auf beiden Seiten der Längssymmetrieebene 13 zwei Fadenfreiräume
ausgebildet sind, die mit 14 bezeichnet sind. Die kegelige Nadelspitze 4 weist im
Bereiche der Kehle 8 des Hakenöhrs die aus dem Schnittbild nach Fig. 6 ersichtliche
hochkant stehende, im wesentlichen rechteckige Querschnittsgestalt mit bei 15 abgerundeten
Kanten auf, deren Schmalseiten 16 mittig von der Längssymmetrieebene 13 geschnitten
werden. Die seitliche Verjüngung des Nadelkopfes 3 zwischen der Kehle 8 und dem Ende
5 der Nadelspitze 4 beträgt auf jeder Seite der Längssymmetrieebene 13 wenigstens
ein Vierteil der Nadelschaftbreite, d.h. des Durchmessers des zylindrischen Nadelschaftes
1, dessen Querschnittsbild bei 17 angedeutet ist. Die beiden erwähnten seitlichen
Verjüngungen des Nadelkopfes 3 weisen im Bereiche der Kehle 8 bei 18 konkave Wandungsbereiche
auf, die in der aus Fig. 8 ersichtlichen Weise sodann in einen von dem Ende 5 der
Nadelspitze 4 ausgehenden Bereich 19 im wesentlichen gleicher Breite übergehen. Das
Ende 5 der Nadelspitze 4 ist als eine in der Längssymmetrieebene 13 der Nadel liegende
Schneide oder Kegelspitze ausgebildet (vgl. Fig. 5).
[0015] Die Nadelspitze 4 ist unter Ausbildung von längsverlaufenden, von der Kehle 8 ausgehenden
Fadenführungsrillen 20 seitlich hohlgeschliffen, wie dies aus Fig.6 hervorgeht.
[0016] Der Halsteil 2 ist im Gegensatz zu der Ausführungsform nach den Fig. 1 - 4, beginnend
in dem Bereich vor dem Ende 10 der Zunge 6, zu der Nadelspitze 4 hin beidseitig der
Längssymmetrieebene 13 seitlich bei 21 verjüngt, derart, daß sich an die so gebildete
erste seitliche Verjüngung die schon erläuterte seitliche Verjüngung bei 14 des Nadelkopfes
3 als zweite Verjüngung anschließt. Der verjüngte Halsteil weist in dem vor der zweiten
Verjüngung bei 14 liegenden Bereich zumindest abschnittsweise eine im wesentlichen
gleiche Breite auf (Fig. 8).
[0017] Schließlich ist die Zunge 6 endseitig bei 22 mit einem Abschnitt zu dem Halsteil
2 hin leicht abgebogen, um damit ein sicheres Halten des Fadens in dem Hakenöhr 7
zu gewährleisten.
[0018] Im Betrieb wird die im Vorstehenden im Vergleich zu dem Stand der Technik beschriebene
Hakenöhrnadel mt ihrer Nadelspitze 4 durch das bei 22 schematisch angedeutete Arbeitsgut,
bspw. die übereinanderliegenden Blätter eines Buches, soweit durchgestoßen, daß der
zylindrische Nadelschaft 1 durch das Arbeitsgut 22 durchtritt (vergl. Fig. 4,8).
Dadurch wird in dem Arbeitsgut 22 ein zylindrisches Loch erzeugt, dessen Gestalt durch
die Querschnittsform 17 des Nadelschaftes gegeben ist.
[0019] In das Hakenöhr 7 des über das Arbeitsgut 22 vorragenden Nadelkopfes 3 wird ein
Faden 23 eingelegt, der bei der nun einsetzenden Rückbewegung der Hakenöhrnadel zu
einer im wesentlichen U-förmigen Fadenschleife ausgezogen wird, die durch das Arbeitsgut
22 hindurchgezogen wird. Dabei ergeben sich, wie aus den Fig.9, 10 zu entnehmen,
für die Beanspruchung des Fadens 23 bei der in den Fig. 1 - 4 dargestellten bekannten
Hakenöhrnadel grundsätzlich andere Beanspruchungsverhältnisse wie für die in den
Fig. 5 - 8 veranschaulichte erfindungsgemäße Hakenöhrnadel:
[0020] Bei der bekannten Hakenöhrnadel wird der Faden 23 der Ü-förmigen Fadenschleife bei
24 seitlich zwischen der Berandung des vorgestochenen Loches in dem Arbeitsgut 22
und dem Nadelkopf 3 im Bereiche der Kehle 8 seitlich gequetscht, wobei er teilweise
gezwungen ist, die von dem Nadelschaft 1 geschaffene Öffnung in dem Arbeitsgut 22
örtlich noch zu erweitern. Die Folge davon ist, daß der Faden 23 einer hohen Reibungsbeanspruchung
beim Durchziehen durch das Arbeitsgut 22 ausgesetzt ist, die zu einer übermäßigen
Zugbeanspruchung der Fadenschleife im Bereiche der Kehle 8 und zu einer Beschädigung
oder sogar zum Bruch des Fadens führen kann.
[0021] Im Gegensatz dazu liegen bei der erfindungsgemäßen Hakenöhrnadel (Fig. 10) die beiden
Schenkel der Fadenschleife beim Durchziehen durch die vorgestochene Öffnung des Arbeitsgutes
22 in den Fadenfreiräumen 14 urd auf jeden Fall innerhalb der in Fig. 8 bei 25 strichpunktiert
dargestellten Umrißlinie des zylindrischen Nadelschaftes 1. Das hat zur Folge, daß
der Faden der Fadenschleife beim Durchziehen durch das Arbeitsgut 22 nicht reibschlüssig
durch das Arbeitsgut 22 gehemmt, sondern im wesentlichen frei und unbehindert durch
das vorgestochene Loch hindurchgezogen wird. Die auf den Faden 23 im Bereiche der
Fadenschleife ausgeübte Zugkraft ist im wesentlichen ausschließlich durch die durch
die Fadenliefervorrichtung vorgegebene Fadenspannung und gegebenenfalls eine geringe
rückfedernde Eigenelastizität der Lochberandung in dem Arbeitsgut 22 gegeben. Ersichtlich
ist der Nadelkopf 3 mit seiner rechteckigen Querschnittsgestalt im wesentlichen nach
Art eines flachen Steges gestaltet, der in den beiderseits liegenden Fadenfreiräumen
14 dem Faden 23 genügend seitlichen Bewegungsspielraum läßt.
[0022] Die seitliche Verjüngung bei 21 des Halsteiles 2 (Fig. 8) kann alternativ auch weggelassen
werden. Die Weite des Hakenöhrs 7 entspricht ungefähr der Dicke des der jeweiligen
Nadelgröße zugeordneten Fadens 23, wobei sie geringfügig größer gewählt ist, um einen
freien Fadenfluß zu gewahrleisten.
[0023] Die dargestellte neue Hakenöhrnadel wird nach dem Durchziehen der Fadenschlaufe durch
das Arbeitsgut 22 um ihre Achse um 90° gedreht, um dem Greifer einen freien Durchtritt
durch die Fadenschleife zu ermöglichen, wie dies in der Regel erforderlich ist. Deshalb
sind die Fadenführungsrillen 20 auch etwa achsparallel ausgerichtet. Es sind aber
auch Ausführungsformen denkbar, bei denen der Nadelkopf 3 und die Fadenführungsrillen
20 spiralig verdreht sind, um in der in der DE-PS 642 703 erläuterten Weise ein Drehen
der Hakenöhrnadel nach dem Durchziehen durch das Arbeitsgut 22 zu erübrigen.
[0024] Alle Kanten und Übergänge im Fadenführungsbereich, d.h. im Bereiche des Hakenöhrs
7, der Kehle 8 und der Nadelspitze 4 sind einwandfrei gerundet, was auch für die Zunge
6 gilt. Auch sind die Kehlenoberfläche und alle Übergänge im Bereiche der Kehle 8
hochpoliert und frei von Bearbeitungsmerkmalen, was sich vorteilhaft auf den Fadenfluß
und die Nadelstabilität auswirkt. Die beiden Führungsrillen 20 ergeben einen einwandfreien
Einlauf in die Kehle 8, während gleichzeitig ein ausreichend großer Freiraum gewährleistet
ist, ohne die Nadel unnötigerweise zu schwächen.
[0025] Der im Querschnitt im wesentlichen rechteckige Nadelkopf 3 ist, wie aus Fig. 6 zu
ersehen, bei 15 abgerundet. Alternativ könnten auch Anfasungen der Kanten vorgesehen
sein.
[0026] Die in der Längssymmetrieebene 13 gemessene Höhe des Nadelkopfes 3 (und der Zunge
6) kann, wie aus Fig. 10 zu entnehmen, etwas kleiner als der Durchmesser des zylindrischen
Nadelschaftes 1, d.h. etwas kleiner als die maximale Nadelschafthöhe sein, mit dem
Ergebnis, daß auch der Nadelkopf 3 im wesentlichen unbehindert durch das von dem Nadelschaft
1 vorgestochene Loch durch das Arbeitsgut 22 durchgeht.
1. Hakenöhrnadel für Buchbinderheftmaschinen, Stickmaschinen und dergl., mit einem
Nadelschaft, an den sich über ein Halsteil ein Nadelkopf anschließt, der eine im wesentlichen
kegelförmige Nadelspitze aufweist und eine Zunge trägt, die gemeinsam mit dem Halsteil
das Hakenöhr bildet, das auf der der Nadelspitze zugewandten Seite durch eine ausgerundete
Kehle begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelkopf (3),zumindest im Bereiche
des Hakenöhrs (7) beginnend, unter Ausbildung zweier beidseitig der Längssymmetrieebene
(13) der Nadel liegenden Fadenfreiräume (14) über die Nadelspitze (4) hin absatzlos
seitlich sich verjüngend ausgebildet ist und die kegelige Nadelspitze (4) im Bereiche
der Kehle (8) des Hakenöhrs (7) eine hochkant stehende, zu der ihre Schmalseiten (16)
mittig schneidenden Längssymmetrieebene (13) symmetrische, im wesentlichen rechteckige
Querschnittsgestalt mit abgerundeten oder angefasten Kanten (15) aufweist.
2. Hakenöhrnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die seitliche Verjüngung
(bei 14) des Nadelkopfes (3) zwischen der Kehle (8) oder dem Nadelschaft (1) und
dem Ende (5) der Nadelspitze (4) auf jeder Seite der Längssymmetrieebene (13) wenigstens
ein Viertel der Nadelschaftbreite bzw. des Nadelschaftdurchmessers beträgt.
3. Hakenöhrnadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Nadelkopf
(3) im Bereiche der Kehle (8) des Hakenöhrs (7) seitlich konkav (bei 18) verjüngt
ist.
4. Hakenöhrnadel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nadelspitze (4) einen von ihrem Ende (5) ausgehenden Bereich (19) im wesentlichen
gleicher Breite aufweist.
5. Hakenöhrnadel nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende (5) der Nadelspitze
(4) als eine in der Längssymmetrieebene (13) der Nadel liegende Schneide oder als
Kegelspitze ausgebildet ist.
6. Hakenöhrnadel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Nadelspitze (4) unter Ausbildung von längsverlaufenden, von der Kehle (8)
ausgehenden Fadenführungsrillen (20) seitlich hohlgeschliffen ist.
7. Hakenöhrnadel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß der Halsteil (2), beginnend in dem Bereich (21) vor dem Ende (10) der Zunge (6),
zu der Nadelspitze (4) hin beidseitig der Längssymmetrieebene (13) seitlich verjüngt
ist und sich an diese erste seitliche Verjüngung die seitliche Verjüngung (bei 14)
des Nadelkopfes (3) als zweite Verjüngung anschließt.
8. Hakenöhrnadel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der verjüngte Halsteil
(2) in dem vor der zweiten Verjüngung (bei 14) liegenden Bereich zumindest abschnittsweise
eine im wesentlichen gleiche Breite aufweist.
9. Hakenöhrnadel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die Zunge (6) endseitig zum Halsteil (2) hin leicht abgebogen ist.
10. Hakenöhrnadel nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
daß die in der Längssymmetrieebene (13) gemessene Höhe des Nadelkopfes (3) kleiner
als die maximale Nadelschafthöhe ist.