DE6931782U - Magnetisierte naehnadel - Google Patents

Description

DR. E. WIEGAND DIPL-ING. W. NIEAAANN DR. M. KOHLER DIPL-ING. C GERNHARDT

MÖNCHEN HAMBURG

telefon= 395314 2000 HAMBURG 50, 11. August I969

TELEGRAMME: KARPATENT KÖNIGSTRASSE 28

W.23888/69 4/Ne

The Singer Company,
r Elizabeth, New Jersey (V.St.A.)

Magnetisxerte Nähnadel.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Nähnadel für Nähmaschinen und hat zur Aufgabe, das Erfordernis der Geschicklichkeit eines Bedienenden in denjenigen Stufen zu vermindern, welche gewöhnlich für das Einführen und die Herausnahme entweder einer oder zweier Nadeln in die und aus einer Nähmaschine notwendig ist, um dadurch die Möglichkeit zu verringern, daß die Nadel durch das Stichloch in den inneren Mechanismus der Nähmaschine herunterfällt. C. ' Eine Unteraufgabe der Erfindung besteht darin, eine

Nähnadel zur Verwendung in Nähmaschinen zu schaffen, durch die eine merkliche Erhöhung der Abziehkraft geschaffen wird, welche zum Herausnehmen der Nadel aus der Nadelstange erforderlich ist.

Die vorgenannten Aufgaben werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Nähnadel geschaffen ist, welche aus einem im wesentlichen permanent magnetischen Material gebildet ist, d.h. eine Nadel, die vorzugsweise aus gehärtetem Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt gebildet ist, die einen magnetisch gehärteten Zustand hat, oder mit anderen Worten ausgedrückt, der Stahl ist erheblich schwerer zu

magnetisieren, widersteht jedoch einer Entmagnetisierung erheblich mehr als diejenigen Nadeln, die aus einem weichen magnetischen Material hergestellt sind, welche einen niedrigen Kohlenstoffgehalt haben. Wegen der magnetischen Eigenschaften der Nadel wird zwischen der Nadel und der nickelplattierten stählernen Nadelstange, in welcher die Nadel gewöhnlich arbeitsmäßig angeordnet ist, eine Anzugskraft entwickelt. Wegen der Geometrie des Nadelstangenschlitzes, entgegen den allgemeinen Anwendungen, bei denen ein geschlossener magnetischer Kreis vorhanden ist (d.h. daß kein Luftspalt vorhanden ist), so daß die Unterbrechungskraft in Richtung des Flußvektors verläuft, enthält die vorherrschende Haltekraft von Nadel zur Nadelstangen-Berührungsfläche die Reibungskraft, welche zu dem Flußvektor und der magnetischen Anzugskraft senkrecht steht. Weiter wurde gefunden, daß durch Plattieren der Nadel mit einer dünnen Schicht aus einem Material, z.B. Gold, die erforderliche Kraft zum Herausziehen der Nadel aus der Nadelstange beträchtlich erhöht wird. Normalerweise konnte erwartet werden, daß die Wirkung der Goldplattierungsdicke sich dahingehend äußern würde, sich mit der Herausziehkraft der Nadel zu vermindern, weil der nicht-ferromagnetische Spalt zwischen der magnetisierten Stahlnadel und der Nadelstange durch die Dicke der Goldplattierung erhöht würde, und da die magnetische Anzugs-Haltekraft sich umgekehrt proportional zu dem Quadrat dieses Spaltes vermindert, hätte eine sich daraus ergebende Verminderung in der Haltekraft erwarten lassen. Jedoch arbeitet bei der Erfindung die Goldschicht als ein vervielfachender Faktor der magnetischen Haltekraft. Dieses unerwartete Phänomen wird einem höheren statischen Reibungskoeffizienten des Goldes an der Oberfläche der Nadelstange im Vergleich zu der von Nickel, der üblichen NadeIpχ attierung, zugeschrieben. Um die Härte des Goldes zu erhöhen, wurden etwa 0,2 % Kobalt mit rehem Gold benutzt. Es hat sich herausgestellt, daß diese Zusam-

mensetzung die Härte des Goldes im wesentlichen verdoppelt, während auf die magnetische Haltekraft der Nadel keine nachteilige Wirkung erzeugt wurde. Zusätzlich zu deivorstehenden Ausführungen schafft die Goldplattierung weiterhin sowohl ein ästhetisch ansprechbares Erzeugnis mit einer nicht korrosiven äußeren Schicht, als auch ein dem Auge besser sichtbares Fadenaufnahmeöhr.

Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung beispielsweise erläutert.

Fig. 1 ist eine schaubildliche Ansicht einer Nadelstange einer Nähmaschine und eine magnetisierte gemäß der Erfindung ausgebildete Nähnadel.

Fig. 2 ist eine Ansicht ähnlich der Fig. 1, sie gibt jedoch die Nadelklemme mit zwei gemäß der Erfindung ausgebildeten Nadeln eingepaßt wieder. , Fig. J5 ist in vergrößertem Maßstab eine Seitenansicht einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Nähnadel, wobei die Linien das durch die Nadel entwickelte magnetische Feld andeuten. Fig. 4 ist ein senkrechter Längsschnitt der in der Nadelstange angeordneten Nadel nach Linie 4-4 der Fig. 1, wobei die Linien das magnetische Feld andeuten, das durch die Nadel relativ zur Nadelstange entwickelt ist. Fig. 5 ist eine senkrechte Schnittansicht nach Linie

5-5 der Fig. 4, und die Linien deuten das magnetische Feld an, das durch die Nadel relativ zur Nadelstange entwickelt wird, und Fig. 6 ist eine Querschnittsansicht nach Linie 6-6 der Fig. 5, und die Linien deuten das magnetische Feld an, das durch die Nadel relativ zur benachbarten Nadelstangenfläche entwickelt wird.
Einleitend sei darauf hingewiesen, daß die Nähnadel

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gemäß der Erfindung nicht auf die Verwendung mit einer besonderen Nähmaschine oder einer nadeltragenden Nadelstange beschränkt ist. Die Beschreibung erläutert nur diejenigen Teile der Nähmaschine, welche für das Verständnis der Erfindung erforderlich sind.

In Fig. 1 ist eine Nähmaschine aufgezeigt, welche das übliche Gehäuse und einen Kopf 10 enthält, der über dem Teil des (nicht dargestellten) Sockels hängt, an dem eine Stichplatte 11 angeordnet ist, die mit einem üblichen die Nadel aufnehmenden Stichloch 12 versehen ist. In dem

^ Kopf 10 der Nähmaschine ist eine zylindrische Nadelstange

13 hin- und herbewegbar und seitlich ausschwenkbar angej ordnet, welche eine allgemein durch das Bezugszeichen 14

gekennzeichnete Nadel aufweist, die im nachstehenden im einzelnen beschrieben wird, und die an ihrem unteren Ende durch

eine Nadelkxemme 15 befestigt ist.

Wie am besten in den Fig. 4 und 5 dargestellt ist, ist das untere Ende der Nadelstange 13 mit einem senkrecht angeordneten, den Nadelkolben aufnehmenden Schlitz versehen* der allgemein mit l6 bezeichnet ist. Wie am besten aus den Fig. 4 und 6 ersichtlich ist, ist ein zweiter

Schlitz 17 durch einen zylindrischen Wandteil der Nadelstange 13 hindurchgeführt und schneidet den ersten Schlitz

' "") 16, um einen den Nadelkolben aufnehmenden Sitz zu bilden,

& der wenigstens teilweise durch ein Paar sich schneidender

und im Winkel angeordneter ebener Wandungen l8 und I9 gebildet ist. Die Nadelklemme 15 enthält einen Klemmteil 20, welcher den unteren Teil der Nadelstange I3 umgibt und ist mit einer Eohrung 21 zur verschiebbaren Aufnahme der Nadelstange 15 versehen. Eine Nabe 22, die von dem Klemmteil 20 vorsteht, ist mit einer Gewindebohrung 2J versehen, in welcher eine Flügelschraube 24 befestigt ist, deren innerer Endteil eine konische Form 25 hat. Eine Schraube 26 hält das Nadelklemmenband 20 an der Nadelstange i.3 fest, wie in Fig. 5 dargestellt ist.

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FIg. 2 zeigt die vorstehend beschriebene Nadelklemme, welche zwei Nadeln 14-14 statt einer einzigen Nadel gemäß ^:" Fig. 1 und 3 bis 6 aufnimmt.

Die Nadelklemme 15 oder eine andere geeignete Nadelklemme kann die dargestellte Nähnadel 14 aufnehmen, die einen Kolben 27 aufweist, der als ein mit einer flachen Seite versehener kreisförmiger Zylinder ausgebildet ist, wobei die abgeflachte Seite 28 an der der üblichen länglichen Nut 29 gegenüberliegenden Seite angeordnet ist, welche in dem Schaft 33 vorgesehen und in der das übliche Fadenaufnahmeöhr 34 und die Nadelspitze 35 ausgebildet sind. Die Nadel 14 selbst ist in dem den Nadelkolben 27 aufnehmenden Schlitz l6 so angeordnet, daß der abgeflachte Teil 28 der Nadel 14 der ebenen Wand l8 der Nadelstange I3 benachbart liegt, wie in Fig. 6 dargestellt ist. Wenn die Nadel 14 in dieser Stellung angeordnet ist, kann dann der Bedienende die Flügelschraube 24 vorbewegen, so daß der konische Kopf 25 mit einer abgerundeten Umfangswand an der Nadel 14 in Eingriff tritt und dadurch den Nadelkolben 27 in die Tasche oder den Sitz drückt, der durch die im Winkel angeordneten Wandungen l8 und I9 gebildet ist. §' Ein dauernd vorhandenes Problem besteht darin, daß der Be- g_t dienende es häufig als schwierig findet, die Nadel in der |, Nadelklemme richtig anzuordnen, und er könnte den Halt an I der Nadel verlieren, so daß sie auf die darunter befind- | liehe Fläche fällt und möglicherweise durch das Stichloch | in den inneren Arbeitsmechanismus der Nähmaschine fällt. |» Die Geschicklichkeit des Bedienenden ist besonders bedeu- |; tungsvoll, wenn zwei solche Nadeln zum Nähen verwendet wer- | den, wie in Fig. 2 dargestellt ist.

Die Fig. 4 und 5 zeigen, daß die Nadeln in der richtigen Höhe innerhalb der Nadelstange 13 vermittels der Schraube 26 angeordnet sind, welche als ein Widerlageranschlag | für die Nadel 14 dient, wenn sie nach oben in den Schlitz f. 16 eingeführt sind. |.

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Die nachstehend zu beschreibende Nadel vermeidet oder vermindert die oben erläuterten Nachteile, die sich bei üblichen Nähnadeln herausgestellt haben, und das Neue liegt darin, daß sie magnetisiert und über ihrer Oberfläche mit einer gewissen Dicke einer Goldplattierung versehen ist. Aus vorstehenden Ausführungen ist ersichtlich, daß es nicht als erforderlich angesehen wird, die Theorie des Magnetismus im einzelnen zu diskutieren, und in dieser. Beziehung darf auf die einschlägige Literatur verwiesen werden. Wie am besten in Fig. 6 dargestellt ist, enthält die Nadel einen Hauptkb'rperteil j50 aus Stahl, wobei die übliche Schicht einer Nickelplattierung Jl sich auf den üblichen Nadeln befindet, sowie eine äußere Goldschicht, die mit dem Bezugszeichen J52 benannt ist (Fig. 6). Der Stahl ist vorzugsweise ein gehärteter Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt. Unter den Vorteilen, die Nadel mit einer Goldauflage oder Goldschicht zu versehen, sind diejenigen, daß sie das Aussehen der Nadel in ästhetischer Hinsicht verbessern, eine bessere Sichtbarkeit für das Einfädeln schaffen, den Abnutzungswiderstand der Nadel erhöhen und, was am wichtigsten ist, die Nadelstangenhaltekraft für die magnetisierte Nähnadel erhöhen.

Durch die Verwendung eines zweckentsprechenden Plattierungsverfahrens, das nicht zur Erfindung gehört, kann die Goldschicht auf Nähnadeln beliebiger Ausführung aufgebracht werden. Das Verfahren der Goldplattierung besteht im wesentlichen darin, daß die Nadelfläche kathodisch gereinigt wird, indem die bisherige Nickelplattierung und die Goldplattierung aktiviert werden. Die Goldplattierung enthält vorzugsweise eine Legierung (gewöhnlich 99*8 Gew.% Gold, 0,2 Gew.% Kobalt) mit einer merklich höheren Härte als reines Gold (I²I-O bis 200 Knoop im Vergleich zu 70 bis 100). Die Goldmischung hat eine ausgezeichnete Adhäsion an die Nickelsubstratplattierung, und in Verbindung mit der eigenen Härte der Platte schafft eine minimale Plattierungs

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dicke von etwa 20 Mlkrozoll einen ausreichenden Widerstand gegen Abnutzung für die normale Lebensdauer der Nadel.

Es wurde gefunden, daß durch Goldplattieren einer Nähnadel und nachfolgendes Magnetisieren die Kraft, welche erforderlich ist, um die Nadel aus der Nadelstange herauszuziehen, bis etwa 40 % erhöht wird. Dieses Phänomen ergibt sich wahrscheinlich aus dem höheren statischen Reibungskoeffizienten der Goldplattierung an den bearbeiteten Stahlflächen der Nadelstange im Vergleich zu einer üblichen nickelplattierten Nadel. Dieses hat sich ebenfalls für nickelplattierte im Gesenk gehärtete Nadelstangen sowohl als auch für chromplattierte in kaltem Zustand fertiggestellte Stahl-Nadelstangen als richtig erwiesen. Beispielsweise zeigen Experimentalversuche, daß das Gold einen statischen Reibungskoeffizienten von 1,2 gegen nickelplattierten Stahl hat, während sich herausgestellt hat, daß eine nickelplattierte Nadel etwa 0,75 gegen die gleiche Nadelstange hat. Wenn die goldplattierte magnetisierte Nadel in der Nadelstange lose angeordnet ist, wird die Herausziehkraft F , welche erforderlich ist, um die magnetische Anzugskraft an die Nadelstange zu überwinden, durch den statischen Reibungskoeffizienten jr der Nadelfläche 28 gegen die maschinell bearbeitete Stahl- oder plattierte Fläche 18 der Nadelstange IJ beeinflußt. Diese Kraft F_w ist das Produkt des statischen Reibungskoeffizienten Jt und der normalen magnetischen Anzugskraft F_n, oder mit anderen

Worten ausgedrückt, ist F_w =

* Daher ist erkennbar,

daß eine Abziehkraft F in ihrer Größe größer ist als die magnetische Anzugskraft F_n, wenn die beiden miteinander in Berührung stehenden Materialien Oberflächen haben, welche einen Reibungskoeffizienten aufweisen, der größer als 1 ist. Bei der Erfindung, wobei das Gold als Vervielfachungsfaktor dient, war die Kraft, die erforderlich ist, um die Nadel aus der Nadelstange herauszuziehen, größer als das Gewicht der Nadel an sich, und daher war die magne-

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Gold zum iindern der Anzugskraft P liegt im^ ^ Erfindurig vorausgesetzt, daß der Reibungskoeffizlent derart ist, daß die Abziehkraft größer als das Gewi^Kt i Nadel ist. Die Anzugskraft oder die gewöhnliche Kraft wird durch die Gleichung

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in Dyn bestimmt, wobei

B = die Flußdichte des Spaltes zwischen der Nadel und der

Nadelstange in Gauss, und

A = der Fläche des Spaltes zwischen der Nadel und der

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Nadelstange in cm ist.

Wie oben ausgeführt, wird die Nadel 14 in der Nadelstange 15 zur Hauptsache durch eine Reibkraft gehalten, wobei die magnetische Kfaft zwischen der permanent magnetisierten Nadel und der im wesentlichen ebenen Wand 18 des Nadelstangenschlitzes l6 die flache Seite 28 des Nadelkolbens 27 gegen die Nadelstangenwand l8 hält, wie in Fig. 4 dargestellt ist.

Um einen magnetischen Kreis herzustellen, wie er beispielsweise durch die magnetische Flußverteilung in Fig. 5 dargestellt ist, wurde ein zweckentsprechendes Verfahren zum Magnetisieren der Nadel gewählt. Es gibt zwar zahlreiche Methudon. z,B- die Verwendung eines Magnetisierers mit einem permanenten Magneten, Gleichstrommagnetisierer, HaIbperioden-Magnetisierer, um das gewünschte Ergebnis zu eis** halten, die bevorzugte Ausführung enthält jedoch die Verwendung eines magnetischen Aufladers mit Kondensatorentladung des Radio Frequency Laboratory (Model 107A), welcher auf dem Prinzip des Speicherns von Energie in einem Kondensator während einer Zeitpeoode (höchstens mehrere Sekunden)

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basiert und dann die aufgespeicherte Energie durch einen zweckentsprechenden Teil, z.B. eine Spule in einer verhältnismäßig kurzen Zeit, d.h. mehreren Millisekunden, abgegeben wird. Solche Vorrichtungen werden mit Spannungen von etwa 115 V mit 50 bis 60 Hz aus Einphasenleitungen gespeist. Dieses Verfahren ist insoweit vorteilhaft, als die Spule rings um beispielsweise einen Förderriemen angeordnet werden und elektronisch betätigt werden kann, ein Verfahren, das für die Massenproduktion sehr gut geeignet ist. Weiterhin können die zu magnetisierenden Nadeln in gesteuerter Weise mit Bezug auf das magnetische Feld orientiert werden. Eine weitere Ausführungsmöglichkeit bestände darin, einzelne Kästen mit Nadelkarten zu magnetisieren.

Es ist bekannt, daß, um einen Gegenstand, beispielsweise eine Nadel, zu magnetisieren, ein äußeres Feld angelegt werden muß, so daß die ferromagnetischen Teilchen des Materials aus einer willkürlichen Lage mit Bezug auf das angelegte Feld neu orientiert werden, und zu einem zusätzlichen Fluß beitragen, wodurch der magnetische Fluß, der sich aus der von außen angelegten Feldkraft allein ergibt, verstärkt wird. Nachdem einmal diese Änderung vorgenommen worden ist, ist es wichtig, daß der fertige magnetisierte Gegenstand nicht in seinen ursprünglichen Zustand zurückmagnetisiert wird. Um daher eine permanent magnetisierte Nadel zu erhalten, ist ein Kristallgefüge wesentlich, welches einen Widerstand gegen Änderungen in dem magnetischen Zustand bewirkt. Die Fähigkeit eines Materials, die Richtung seiner Atome so anzuordnen, daß ihre magnetischen Momente sich auf einem Maximum befinden, ist als ferromagnetische Eigenschaft dieses Materials bekannt. Diese Eigenschaft verändert sich mit dem kristallographischen Gefüge des Materials und seines Zustandes innerer Energie oder Spannung. Wenn beispielsweise Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt abgeschreckt wird, um Martensit zu bilden, welches den Hauptteil der vorliegenden Nadelmischung

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aufbaut, wird der gewünschte Widerstand gegen Veränderung des magnetischen Zustandes hervorgerufen. Mit anderen Worten ausgedrückt, das sich ergebende Martensit-Kristallgefüge leistet einer Entmagnetisierung einen höheren Widerstand als andere allotropische kristallographische Gefüge des Stahles der Nadel. Eine im wesentlichen permanente Magnetisierung von Stahl mit hohem Kohlenstoffgehalt erfordert ein Magnetisierungsfeld von im wesentlichen 600 Amperewindungen/Zoll (300 Oersteds) zur Sättigung. Material dieser Art muß, um entmagnetisiert zu werden, einem hohen von außen angelegten Feld entgegengesetzten Sinnes ausgesetzt sein, um die Dichte seines Restflusses zu verringern, d.h. die Flußdichte B (Remanenz) bleibt, wenn das angelegte Feld entfernt wird. Der Maßstab für die Permanenz der ferromagnetischen Eigenschaft des Materials ist das Entmagnetisierungsfeld, welches notwendig ist* um die magnetische Flußdichte B auf Null zu reduzieren, und wird als Koerzitivkraft bezeichnet.

Daher wird in der Nadel eine magnetische Induktion in Gauss induziert, wenn ein äußeres Gleichstromfeld oder ein pulsierendes magnetisches Feld vorbestimmter Stärke angelegt wird. Wenn die Nadel aus dem Magnetfeld herausgenommen wird, verbleibt eine magnetische Restinduktion B oder ein Teil dieser magnetischen Induktion in der Nadel. Wenn die magnetisierte Nadel einem getrennten magnetischen Feld entgegengesetzten Sinnes genähert wird oder ein anfänglich nicht magnetisiertes und magnetisierbares weiches oder hartes Material berührt, z.B. die Nadelstange, wird die magnetische Restinduktion weiterhin vermindert, bis es eine Gleichgewichtslage zu dem entgegengesetzten Feld oder mit dem magnetischen weichen oder harten Teil erreicht. Infolgedessen wird durch das Einführen der Nadel unter diesen gleichen Bedingungen die magnetische Kraft nur um einen minimalen Betrag vermindert. Daher ist für alle praktischen Zwecke ein Gleichgewichtszustand erreicht. Ihr magnetisierter

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Zustand verändert sich nurj wenn sie mit einem größeren Feld in Berührung gebracht wird.

Bei der Magnetisierung von goldplattierten Nadeln er^o]gt dies vorzugsweise nach dem Verpacken der Nadeln, da, wenn sie zuerst magnetisiert werden, würden die Nadeln aneinanderhaften und wurden das Verpacken sehr schwierig machen.

Weiterhin ist es vorzuziehen, die Nadeln in axialer Richtung zu magnetisieren, d.h. daß das äußere magnetische E'eld in Übereinstimmung mit der Achse der Nadel und nicht in einer Richtung senkrecht zur Achse angelegt wird (d.h. quer magnetisiert wird), um die größtmögliche Kraft F zu erhalten, welche zum Herausziehen der Nadeln aus der Nadelstange erforderlich ist. Durch Magnetisieren der Nadeln in axialer Richtung scheint, daß, da der Weg, der von den Flußlinien verfolgt wird, und der allgemein mit B in Fig. 5 bezeichnet ist, aus einem Pol der Nadel in die Luft eintritt, wo die Gegenwirkung für den Durchgang der Flußlinien sehr hoch ist (Permeabilität der Luft, die eins ibt) und zurück in den anderen Pol, wodurch der magnetische Strom

kreis geschlossen wird, dieser sehr viel kürzer als für eine quer magnetisierte Nadel ist. Daher wird bei einer quer magnetisieren Nadel die Länge des Nadelkolbens ein Pol, und es ist ein sehr kurzer Magnet mit großen Polflächen vorhanden, woraus sich daher ein aßhr hoher Reluktanzweg ergibt, oder, mit anderen Worten ausgedrückt, ein Widerstand für den Flußweg, wodurch die Haltekraft des Magneten, reduziert wird. Weiterhin kann die Reluktanz des magnetischen Kreises den Wert "B " beeinflussen, da er Bereiche

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enthalten kann, bei denen ein Leckfluß auftritt, wodurch

sein Wert vermindert wird. Dies deutet datier an, daß, wenn die Nadeln einleitend magnetisiert werden, die magnetisch stärkere Nadel eine solche ist, deren Richtung der Magnetisierung den Weg geringsten Widerstandes (Reluktanz) für den magnetischen Stromkreis begünstigt, d.h. in axialer Richtung.

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Für die gleiche Größe des magnetisch induzierten Feldes hat die Nadel bei einem kleineren Reluktanzweg eine höhere Restflußdichte B .

In Pig, 5 ist die goldplattierte Nadel 14 mit der Verteilung ihrer Flußdichte B dargestellt. Die Wirkung, welche eine Veränderung im Querschnitt der Nadel auf die Flußdichte ausübt, ist aus dieser Figur erkennbar. Daher hat der Nadelkolbenteil 27, der die größte Querschnittsfläche der Nade^nat, natürlich die größte An^ahJ. Flußlinien. Da die Flußdichte eine wesentliche Eigenschaft des Nadelmaterials ist, bleibt sie durch die Nadel an sich hindurch konstant. Die Flußdichte der Nadel in Luft ist jedoch viel niedriger als wenn aie Nadel in eine Nadelstange eingeführt ist. Dies ergibt sich aus der Tatsache, daß im erstgenannten Falle die Flußlinien einer Bahn hoher Reluktanz mit einer sich daraus ergebenden Verminderung der magnetmotoriechen Kraft (MMK) folgen. In dem letztgenannten Fall ergibt die hohe Permeabilität des Nadelstangenmaterials einen Weg niedriger Reluktanz mit einer sich daraus ergebenden Vergrößerung der magnetomotorischen Kraft.

Die.Fig. 4, 5 und 6 geben eine typische Flußverteilung wieder, nachdem v^ie magnetisierte Nadel der Fig. J5 in den Nadelstangenschlitz 16 eingeführt worden ist. Die größte Konzentration der Flußlinien erscheint an der Zwischenfläche, welche mit A zwischen der abgeflachten Seite 28 der Nadel 14 und der abgeflachten Wand der Nadelstange I^ liegt. Wenn daher die Nadel in axialer Richtung magnetisiert und V in der Nadelstange angeordnet ist, nehmen die Flußlinien vorherrschend den Weg geringster Reluktanz, welcher durch den Stahl der Spitze des Nadelkolbens an der Nadel-Nadelstangenzwischenflache geht. Die Flußdichte ist an dem und in der Nähe des Poles am höchsten und vermindert sich schnell längs der abgeflachten Seite 28 des Nadelendes, wenn sie sich der neutralen magnetischen Achs« in dem Kolben der Nadel nähert.

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Weiterhin ist der nlcht-ferromagnetische Spalt Ag zu

betrachten, da die Anzugskraft F eine Punktion von Ag ist. Die Wirkung des Bereiches des Spaltes ist am kleinsten, wenn der Spalt sehr klein ist, (etwa 0,05 mm (0,002")), weil dann die Fläche im wesentlichen der Berührungsbereich der abgeflachten Oberfläche 28 des Nadelkolbens 27 ist. Da die maschinell bearbeitete Fläche des Nadelkolbens in wesentlichen gegen die Nadelstange bei "A" ruht, ist der Spalt tatsächlich in diesem Bereich sehr klein, und die Gesamtwirkung des Bereiches iac im Vergleich zu der Flußdichte klein.

V ' Die Anzugskraft F kann aus der oben angezogenen For

mel berechnet oder wahlweise mit einem geeigneten Instrument gemessen werden. Wenn die Formel benutzt wird, muß die Luftspaltfläche Ag zwischen der Nadel und den Nadelst angenflachen genau bestimmt werden. Nachdem einmal die

Kraft F bekannt ist, kann die Abziehkraft F durch MuI-n w

tiplizieren von M₃ dem Reibungskoeffizienten des Materials (Gold) zwischen der Außenfläche der Nadel relativ zur Fläche der Nadelstange, mit der Kraft F bestimmt werden. Es ist ersichtlich, daß die Abziehkraft F_w eine direkte Funktion sowohl des Reibungskoeffizienten M^ als auch der Fluß-

2
dichte B_n, ist. Wenn daher der Reibungskoeffizient die Ab-

g
/ ziehkraft zu einem Punkt merklich erhöht, an welchem die

magnetische Kraft die Nähnadel an der Nadelstange im Vergleich zu dem Reibungskoeffizienten von 0,73 für die übliche nickelplattierte Nadel hält, wird die Abziehkraft F_w dementsprechend auf den gewünschten Haltewert erhöht, um die Ergebnisse gemäß der Erfindung zu erhalten.

Claims (5)

> · * -Il I ■ > · I 1 I I I « « I I 1 I 1 If III! '•til· Ii Ii < ι - 14 - Schutzansprüche

1. Nähmaschinennadel mit einem Kolben und einem Schaft, dadurch gekennzeichnet, daß die Nähnadel (14) zum Entwickeln eines magnetischen Feldes vorbestimmter Flußdichte magnetisiert ist, und einen resultierenden magnetischen Anzugskraft-Vektor erzeugt, wobei wenigstens der Kolben der Nadel eine Schicht (32) aus außen angelegtem Material zum beträchtlichen Erhöhen der normalen magnetischen Anzugskraft enthält, die durch die magnetisierte Nähnadel entwickelt wird, wenn sie in die Nähe'zu anderem ferromagnetischen Material gebracht wird.

2. Nähmaschinennadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage (32) eine Legierung enthält, die zur Hauptsache aus Gold besteht.

3· Nähmaschinennadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Legierung aus wenigstens 99,8 % Gold und 0,2 % Kobalt besteht.

4. Nähmaschinennadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Nadel mit einer Schicht (32) aus Gold versehen ist.

5. Nähnadel für Nähmaschinen mit einem Gehäuse und einer nadeltragenden in dem Gehäuse hin- und herbewegbar

) angeordneten Nadelstange, die mit einem Schlitz zur Aufnahme

eines Teiles der Nadel versehen ist, und die Nadel einen in dem Schlitz angeordneten Kolbenteil hat, dadurch gekenn-

■ zeichnet, daß die Nadel (14) magnetisiert ist, und daß wenig

stens der Kolben (27) der Nadel (14) mit einer Schicht (32)

B aus einem Material überzogen ist, die ein magnetisches Feld j

entwickelt, welches, wenn der Nadelkolben in dem Nadelstangenaufnahmeschlitz angeordnet ist, eine magnetische Anzugskraft aufweist, die senkrecht relativ zur benachbarten Fläche der Nadelstange angeordnet ist, und diese Materialschicht, wenn der Nadelkolben in dem Aufnahmeschlitz der Nadelstange angeordnet ist, relativ zur benachbarten Nadel-

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stangen*lache einen Ifeibungsleoeff:izientsn %φ,. w^vp eine erförä^^liche Kraft entwicicelt wird, aus der Nadelstange herauszuziehen, größer der Nähnadel ist', derart daß die Nadelhaltelq^a^iäu die Nadel in dem Aufnahmeschlitz der Nadelstange * halten.