Nadelhalterung für eine Nähmaschinennadel und Nähmaschine

Abstract

 Bei einer Nadelhalterung für eine Nähmaschinennadel (5) ist zum Entfernen erwärmungsbedingter Ablagerungen eine Sonotrode (4) vorgesehen, die die gehaltene Nähmaschinennadel (5) in Schwingung versetzen kann.

Beschreibung

"Nadelhalterung für eine Nähmaschinennadel und Nähmaschine"

[0001] Die Erfindung betrifft eine Nähmaschine und eine Nadelhalterung für eine Nähmaschinennadel.

[0002] In der Praxis eingesetzte Nähmaschinen verwenden Nadelhalterungen (Nadelstangen), in die eine Nähmaschinennadel eingesetzt und gehalten wird. Die Nadelhalterung wird mittels eines Antriebes derart bewegt, dass ein innerhalb der Bewegungsbahn angeordnetes Nähgut von der Nähmaschinennadel durchstoßen wird. In einer Ausführungsform führt die Nähmaschinennadel einen Nähfaden mit sich, der von der einen Seite des Nähgutes zu der anderen Seite transportiert wird. Es sind auch Konstruktionen bekannt, bei denen nach dem Durchstoßen des Nähgutes ohne einen mitgeführten Nähfaden und mittels einer darauf folgenden Umkehrbewegung des Nadelhalters ein auf der Gegenseite des Nähgutes bereitgehaltener Nähfaden von der Nähmaschinennadel erfasst und durch das Nähgut hindurch zur anderen Seite gezogen wird.

[0003] Allen Konstruktionen gemeinsam ist, dass die Nähmaschinennadel, die das Nähgut durchdringt und dabei auf ihrem Weg durch das Nähgut sowohl beim Durchdringen als auch bei der Umkehrbewegung innigen Kontakt mit dem Nähgut hat, durch die entstehende Reibung mit dem Nähgut erwärmt wird. Die entstehenden Temperaturen an der Nadel können in Bereichen zwischen 200 °C und 300 °C oder sogar darüber liegen.

[0004] Hat eine derartig erwärmte Nähmaschinennadel Kontakt mit einem Nähgut, dessen Schmelzpunkt unterhalb oder in der Nähe dieser Nadeltemperatur liegt, so kommt es zu Schmelzungen des Nähgutes im Kontaktbereich mit der Nadel. Ein von der Nadel mitgeführter Nähfaden, dessen Schmelzpunkt unterhalb oder in der Nähe dieser Nadeltemperatur liegt, kann ebenfalls durch den Kontakt mit der erwärmten Nähmaschinennadel teilweise oder ganz geschmolzen werden. Ferner können in das Nähgut oder in den Nähfaden eingebrachte Avivagen im Kontaktbereich mit der erwärmten Nähmaschinennadel ihren Aggregatzustand verändern. Ebenfalls können Harzanteile sogenannter Prepregs (mit flüssigen Kunstharzen vorgetränkte Faserwerkstoffe) bei Vernähung miteinander oder mit anderen Werkstoffen im Kontaktbereich einer erhitzten Nähmaschinennadel schmelzen.

[0005] Die an der Grenzschicht zwischen Nähgut und erwärmter Nähmaschinennadel gebildeten Schmelzstoffe lagern sich auf der Oberfläche der Nähmaschinennadel in dünnen Schichten ab. Teilweise werden die Ablagerungen durch den Nähvorgang wieder abgestreift. Speziell beim Erkalten der Nähmaschinennadel nach der Beendigung des Nähvorgangs werden die Ablagerungen jedoch fest und bilden auf der Nadeloberfläche Schichten aus, die insbesondere die für den Nähprozess wichtigen, in die Nähmaschinennadel eingebauten Fadenführungselemente wie das Nadelöhr oder die lange Rinne verschließen und somit den Nähprozess stören oder die Nähmaschinennadel unbrauchbar machen.

[0006] Bekannte Verfahren, um dieser Störung des Nähprozesses oder dem Unbrauchbarwerden der Nähmaschinennadel entgegen zu wirken, sind Nadelbeschichtungen mit antiadhäsiv wirkenden Materialien, wie z.B. dem Kunststoff PTFE oder auch Formveränderungen der Nadel zur Herabsetzung der Nadelerwärmung bei Kontakt von Nähmaschinennadel und Nähgut (US 5,215,021). Nachteile dieser Verfahren sind zum einen die geringe Haltbarkeit der antiadhäsiv wirkenden Schichten und die geringe Reduktion der Nadelerwärmung durch Formveränderungen an der Nähmaschinennadel.

[0007] Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, erwärmungsbedingte Ablagerungen auf Nähmaschinennadeln zu entfernen und ihrer Entstehung vorzubeugen.

[0008] Diese Aufgabe wird durch eine Nadelhaltevorrichtung bzw. eine Nähmaschine gemäß der nebengeordneten Ansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen angegeben.

[0009] Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, dass durch das Anregen der Nadel mit einer Schwingung Ablagerungen auf Nähmaschinennadeln entfernt werden können. Wird die Nähmaschinennadel bereits während des Nähvorgangs in Schwingung versetzt, wird der Entstehung von Ablagerungen durch das Wegschleudern der Schmelzstoffe entgegengewirkt. Durch die Schwingung wird ein Selbstreinigungseffekt der Nähmaschinennadel bewirkt, der bedingt, dass Störungen des Nähprozesses vermieden und die Haltbarkeit der Nähmaschinennadel erhöht wird. Insbesondere bevorzugt wird die Nähmaschinennadel derart angeregt, dass sie mit einer Ultraschallfrequenz schwingt.

[0010] Die erfindungsgemäße Nadelhalterung weist ein anregendes Element (Sonotrode) auf, mit dem die gehaltene Nadel in Schwingung versetzt werden kann.

[0011] Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist die Sonotrode in die Nadelhalterung integriert. So lässt sich die Nadelhalterung sehr kompakt ausführen, so dass zum Beispiel bei sehr kompakten Nähmaschinen der Nähprozess nicht beeinträchtigt wird. Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Sonotrode im Kontakt mit der Nadelhalterung stehen. Dies erlaubt den selektiven Einbau der Sonotrode für bestimmte Nähprozesse, die Verwendung einer Sonotrode für mehrere Nähmaschinen und den schnellen Austausch einer möglicherweise defekten Sonotrode ohne die Nutzung eines zeit- und kostenaufwändigen Kundendienstes.

[0012] Des weiteren kann die Nadelhalterung so ausgebildet sein, dass die Amplitude und/oder die Frequenz der Ultraschallschwingung einstellbar ist. Dadurch kann die Einstellung der für den Reinigungsprozess entscheidenden Parameter selektiv vorgenommen und optimiert werden. So kann beispielsweise für den Nähbetrieb eine andere Frequenz und Amplitude als für eine "Endreinigung" der Nähmaschinennadel nach Abschluss des Nähvorgangs eingestellt werden oder die Frequenz und die Amplitude auf das Nähgut eingestellt werden.

[0013] Die erfindungsgemäße Nähmaschine weist eine Nadelhalterung und eine Sonotrode, die die gehaltene Nähmaschinennadel in Schwingung versetzen kann, auf.

[0014] Als Nähmaschinen gelten im vorliegenden Fall nicht nur für den eigentlichen Vorgang "Nähen" geeignete Maschinen, sondern auch Nähmaschinen im weiteren Sinne wie z.B. Kettelmaschinen, Säummaschinen, Knopfloch- und Knopfannähmaschinen. Die erfindungsgemäße Nadelhalterung lässt sich insbesondere bevorzugt bei Industrie- und Haushaltsnähmaschinen verwenden.

[0015] Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer lediglich Ausführungsbeispiele zeigenden Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1

eine Steuereinheit der erfindungsgemäßen Nähmaschine in einer perspektivischen Ansicht,

Fig. 2

die erfindungsgemäße Nähmaschine in einer schematischen Seitenansicht,

Fig. 3

den Aufbau einer Nadelstange zum Einsatz an der Nähmaschine gemäß Fig. 2 in einer geschnittenen Seitenansicht,

Fig. 4

eine zweite Ausführungsform einer Nadelstange in einer geschnittenen Seitenansicht und

Fig. 5

eine dritte Ausführungsform einer Nadelstange in einer geschnittenen Seitenansicht

[0016] Die in Fig. 2 dargestellte Nähmaschine weist einen herkömmlichen Aufbau auf. Ihre Nadelstange 1 ist nach einer der drei in den Fig. 3, 4 und 5 dargestellten Ausführungsformen ausgebildet. Jede der drei Ausführungsformen der Nadelstange 1 weist eine Entkopplung 2, ein Ultraschallschwinger-Element 3 und eine Sonotrode 4 sowie eine Nadel 5 auf. Das Ultraschallschwinger-Element 3 ist über Verbindungskabel 6 mit der in Fig. 1 dargestellten Steuereinheit verbunden, deren Ausgangssignale in Frequenz und Amplitude regelbar sind.

[0017] Durch die Signale der Steuereinheit wird das Ultraschallschwinger-Element 3 in Schwingung versetzt und regt die Sonotrode 4 an. Die in Schwingung angeregte Sonotrode 4 überträgt diese Schwingungen auf die Nadel 5. Durch die Schwingung der Nadel 5 wird verhindert, dass während des Nähvorgangs aufgeschmolzenes Material an der Nähmaschinennadel 5 haften bleibt.

[0018] Die in den Ausführungsformen vorgesehene Entkopplung 2 verhindert, dass die Schwingungen der Sonotrode 4 / der Nadel 5 auf den Grundkörper der Nähmaschine übertragen wird.

Ansprüche

1. Nadelhalterung für eine Nähmaschinennadel (5) mit einer Sonotrode (4), die die in der Nadelhalterung gehaltene Nähmaschinennadel (5) in Schwingung versetzen kann.

2. Nadelhalterung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Sonotrode (4) als integrales Bestandteil ausgebildet ist.

3. Nadelhalterung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude und/oder die Frequenz der Schwingung einstellbar ist.

4. Nähmaschine mit einer Nadelhalterung und einer Sonotrode (4), die die in der Nadelhalterung gehaltene Nähmaschinennadel (5) in Schwingung versetzen kann.

5. Nähmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Amplitude und/oder Frequenz der Schwingung einstellbar ist.

6. Nähmaschine mit einer Nadelhalterung nach einem der Ansprüche 1 bis 3.

Zeichnung