Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Nähmaschinennadeln
aus einem aus einem Metallstreifen ausgeschnittenen
Metallabschnitt als Rohling gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1.
Durch die DE-OS 27 37 648 ist es bekannt, Nähmaschinennadeln aus einem
Flach-Metallstreifen herzustellen. Dabei wird die Nadelkontur ausgestanzt
unter Berücksichtigung einer im Kolbenbereich größeren Breite. Dieser
breitere Abschnitt wird anschließend zur Kolbenbildung so eingerollt, daß
die Seitenflanken die Abflachung des Kolbens bilden. Zufolge der Ausgangs-Überbreite
des kolbenbildenden Abschnitts entsteht ein relativ
großer Abfall-Anteil. Letzterer erhöht sich noch durch eine die Abschnitte
im Verbund haltende Materialbrücke.
Andererseits ist es durch die DE-PS 32 07 167 bekannt, den Nadelkörper
bis nahezu zu 90% seiner fertigen Oberfläche im Wege des Formpressens
zu erzeugen. Ausgegangen wird hier von einem Drahtabschnitt von etwa dem
Durchmesser des Kolbens. Die Querschnittsreduzierung im Ansatz-,
Schaft- und Spitzenbereich der Nadel erfolgt durch Verdrängen des überschüssigen
Anteils derart, daß einander gegenüberliegende Drahtmaterialquerschnitte
seitlich vorstehende Flach-Bärte bilden. Letztere werden anschließend
abgetrennt. Hier fällt zwar schon ein geringerer Abfall-Anteil an, er ist
aber noch unerwünscht groß.
Aufgabe der Erfindung ist es von daher, ein gattungsgemäßes Nähmaschinennadel-Herstellungsverfahren
anzugeben, welches trotz noch weiter reduzierten Abfall-Anteils eine
vollautomatische, wirtschaftliche Produktion ermöglicht.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung.
Es wird also von einem den wechselnden
Nadelquerschnitt berücksichtigenden Metallstreifen-Profil ausgegangen;
dies bedeutet, daß die sonst als Abfall auftretenden Verlustanteile praktisch
schon dem Ausgangsmaterial als Nutzanteile beigeschlagen sind. Ein
solches Verfahren zeichnet sich durch eine hohe Wirtschaftlichkeit aus,
zumal auch noch die Kantenzonen durch Kantenrunden voll in den Metallabschnitt
wandern, also nicht verlorengehen. Dabei erfolgt zweckmäßigerweise
schon die gesamte plastische Ausformung des Nadelkörpers, wie Pressen
der Rinnen, Ausbildung des Öhrs und der Kehle sowie das Spitzen.
In vorteilhafter Weise verläuft der Quer-Abteil-Schnitt im Bereich des Ansatzes
senkrecht zum Metallstreifen und spitzwinklig geneigt zur Längsmittelachse
des Metallabschnitts. Der spitze Winkel entspricht am besten
dem Verjüngungsgrad der Neigungsfläche im Bereich des Ansatzes, was
zu einem regelmäßigen Pyramidenstumpf führt und dort gleiche Voraussetzungen
für das Kantenrunden bringt. Bei der möglichen unmittelbaren
Kolben-Nachbarschaftslage ergibt sich ein nur im reduzierten Mittelabschnitt,
also auf Höhe des zu bildenden Schaftes und des Ansatzes liegender,
äußerst geringer Stanzabfall.
Weiter wird in Ausgestaltung der Erfindung vorgeschlagen, daß zur Erzeugung von Doppelnadeln der Metallstreifen in
symmetrischer Anordnung an beiden Randseiten zu Zonen entsprechend
der Dicke des Kolbens verdickt ist. Dies eröffnet somit den noch wirtschaftlicheren
Weg einer Doppelnadel-Herstellung. Der relativ kleine
Metallabschnitt läßt sich durch die Verdoppelung der Länge noch besser beherrschen.
Beim Kantenrunden durch Formpressen auf die Durchmesser
von Kolben, Ansatz und Schaft wird natürlich im Falle eines Flachkolbens
die Abflachung im gleichen Fertigungsschritt durchgeführt.
Das exakte
Positionieren des Metallabschnitts läßt sich optimieren, wenn zwischen den
beiden einander zugekehrten Spitzen der Doppelnadel im Metallabschnitt ein zu Flach-Bärten
verpreßter Verbindungsabschnitt mit Indexöffnung angeordnet wird
und die Flach-Bärte in zwei aufeinanderfolgenden Schritten jeweils
hälftig beiderseits der Längsachse abgetrennt werden. Vor allem erweist
sich eine Indexöffnung für die Spitzenbildung als günstig, da die empfindlichste
Stelle des Nadelkörpers praktisch bis zuletzt von den Flach-Bärten
stabilisiert wird. Das Abtrennen der jeweiligen Barthälften erfolgt
zweckmäßigerweise durch Stanzen; der letzte Stanzschritt bringt die Trennung
der Einzelnadeln voneinander. Nach dem Fertigspitzen schließen die
üblichen Behandlungsphasen an, wie Wärmebehandlung, Polieren, Galvanisieren
und schließlich das sogenannte Endsuchen.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachstehend anhand eines zeichnerisch
schematisch veranschaulichten Ausführungsbeispieles näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 den das Ausgangsmaterial bildenden Metallstreifen von der Länge
zweier Nadeln in Perspektive, und zwar in erheblich vergrößertem
Maßstab,
Fig. 2 den Metallstreifen in Draufsicht mit quer abgeteiltem Metallabschnitt
MA und in strichpunktierten Linien angedeuteter Umrißform
des nächsten quer abzuteilenden Metallabschnitts,
Fig. 3 den Metallstreifen in Seitenansicht,
Fig. 4 einen Metallabschnitt in perspektivischer Darstellung unter Verdeutlichung
seiner prismenförmigen bzw. kegelstumpfförmigen
Abschnitte,
Fig. 5 eine Ansicht gegen das Kolbenende dieses Metallabschnitts,
Fig. 6 den Metallabschnitt nach Herstellen einer eine Zentrierstelle bildenden
Indexöffnung nach dem Kantenrunden und Kolbenabflachen,
Fig. 7 eine Ansicht gegen das eine Kolbenende,
Fig. 8 den Metallabschnitt nach dem Formpressen, d. h. nach der Ausbildung der
langen und kurzen Rinne, des Öhrs, der Kehle sowie der Spitzenkontur,
Fig. 9 den Metallabschnitt nach dem Lochen des Öhrs,
Fig. 10 diesen Metallabschnitt nach dem Einsenken I,
Fig. 11 den Metallabschnitt nach dem Umwenden und dem Einsenken II,
Fig. 12 das Beschneiden der Spitze, und zwar auf der einen Seite
der Längsmittelachse des Metallabschnitts und
Fig. 13 das restliche Beschneiden mit der gleichzeitigen Trennung
der beiden Einzelnadeln voneinander.
Das Ausgangsmaterial für die Nähmaschinennadel-Herstellung bildet ein
bspw. gewalzter Metallstreifen A. Dieser weist unterschiedliche Dickenbereiche
auf. So besitzt er längsrandseitig je eine entsprechend der
Dicke eines Nähmaschinennadel-Kolbens 1 verdickte Zone a. Diese Zone
berücksichtigt auch die Länge eines solchen Kolbens.
Einwärts gerichtet setzt sich diese Zone a in eine sich kontinuierlich verjüngende
Zone b fort. Diese bildet symmetrisch angeordnete Neigungsflächen
2. Letztere entsprechen der vom Kolben 1 ausgehenden Verjüngung
des Nähmaschinennadel-Ansatzes 3.
Die Zone b geht danach in eine der Dicke des Nähmaschinennadel-Schaftes
4 entsprechend dicke Längszone c über. Diese berücksichtigt im Ausführungsbeispiel die
erforderliche Länge zur Bildung des Schaftes 4 zweier Nadeln (Doppelnadel). Die
Dicke der Längszone c entspricht etwa der halben Dicke der Zone a.
Die schräg liegenden, der Länge x des Ansatzes 3 entsprechenden Verbindungs-
bzw. Neigungsflächen 2 zwischen der randseitigen Zone a und
der dünneren Längszone c erstrecken sich in einem spitzen Winkel α
von 11° zur Mittelebene E-E des Metallstreifens A.
Vom Metallstreifen A werden in einer Breite, welche der Dicke y der Zone
a entspricht, Metallabschnitte MA quer abgeteilt, d. h. abgetrennt. Der
Stanzschnitt schafft eine Kontur, welche genau dem aus Fig. 1 ersichtlichen
Profilquerschnitt des Metallstreifens A entspricht, d. h. im Bereich
des Ansatzes 3 schneidet das senkrecht zur Ebene E-E ansetzende Stanzwerkzeug
(nicht dargestellt) zum Schaft hin konvergierende Flächen,
welche spitzwinklig verlaufen zur Längsmittelachse z-z des Metallabschnitts
MA. Die diesbezüglichen Neigungsflächen sind mit 5 bezeichnet. Dieser
Winkel ist in der Zeichnung mit β angegeben und beträgt
ebenfalls 11° (vgl. Fig. 2). Es entstehen im Bereich der Ansätze 3,
wie aus Fig. 4 ersichtlich, Pyramidenstümpfe. Letztere setzen sich im
größeren Basisbereich in prismatischen Körpern fort, die den jeweiligen
Kolben 1 bilden. Die kleinere Pyramidenstumpffläche geht materialeinheitlich
in den querschnittsreduzierten, ebenfalls prismatischen, schaftbildenden
Körperabschnitt über.
Bei der aus Fig. 2 ersichtlichen unmittelbaren Nachbarschaftslage der
kolbenbildenden prismatischen Abschnitte entsteht nur im Ansatzbereich
und im schaftbildenden Bereich ein Stanzabfallstreifen 6, der entsprechend der Neigungsfläche
5 der Pyramidenstümpfe kolbenseitig spitz
ausläuft. Das Ausstanzen kann gleich mehrere Metallabschnitte MA und Stanzabfallstreifen umfassen.
Der so die grobe Nadelkontur bereits aufweisende Metallabschnitt MA wird
nun dem Kantenrunden zugeführt. Letzteres geschieht durch Formpressen
auf den Durchmesser des Kolbens 1. Bei ein und demselben Formpressen
werden zugleich Ansatz 3 und Schaft 4 gratfrei kantenverrundet.
Bedarfsweise erhält der Kolben 1 dabei eine Abflachung 7. Letztere
erleichtert die gebrauchsgerechte Zuordnung der Nadel an der Nadelstange
bzw. dem Nadelhalter der Nähmaschine und wird häuptsächlich an
solchen Nadeln realisiert, die für Haushaltsnähmaschinen bestimmt sind.
Beim Kantenverrunden wird das Material in den sich bildenden runden
Querschnitt gepreßt.
Beide Randkanten des Metallstreifens A sind bei 8 gefast.
Bei der Einzelnadelherstellung ebenso wie bei der Doppelnadelherstellung
wird vor dem spitzenseitigen Ende des Metallabschnitts A eine Zentrierstelle
9 erzeugt, welche bei der Doppelnadelfertigung als Verbindungsabschnitt
V fungiert. Es handelt sich um eine in der Längsmittelachse z-z
liegende, parallel zur Kolben-Abflachung 7 verlaufende Abplattung (vgl.
Fig. 6), die zu beidseitigen Flach-Bärten 10 führt. Letztere sind
quer zur Ausstanzrichtung seitlich verdrängt. Das Zentrum erhält eine
Indexöffnung 11, die mit einer Paßvorrichtung, bspw. einem Paßstift, in
der jeweiligen Werkzeugstation zusammenwirkt. Die Bildung der Zentrierstelle
9 erfolgt einhergehend mit dem Fertigungsschritt des Kantenrundens
und des Abflachens des Kolbens.
Es schließt dann das weitere Formpressen unter Erzeugung einer langen
Fadenrinne 12 und einer kurzen Fadenrinne 12&min; mit auf dieser Seite liegender
Kehle 12&min;&min; an (Fig. 8). Die lange Fadenrinne 12 erstreckt sich
vom Ansatz 3 bis in den Spitzenbereich 13; die kurze Fadenrinne 12&min; (vgl. Fig. 11) liegt nur im Öhrbereich.
Einhergehend mit dem Erzeugen der Fadenrinnen 12, 12&min; wird schon das Öhr 14 weitestgehend vorgepreßt.
Dabei wird auch die Spitzenkontur mitgeformt. Das überschüssige Material
wandert in zwei seitlich der Spitze verdrängte Flach-Bärte 15, welche
an die bereits vorhandenen Flach-Bärte 10 anschließen.
Als nächstes erfolgt das Lochen des Nadelöhrs 14 (Fig. 9).
Gemäß Fig. 10 erfolgt dann das sogenannte Einsenken I. Es handelt sich um das
Kantenrunden des oberen Öhrrandes 14&min;.
In der Position gemäß Fig. 11 ist der Doppelnadelkörper gewendet.
Dieses Wenden geschieht unter Nutzung der Flach-Bärte 10/15 als Greiffläche, wobei
die Indexöffnung 11 die neu eingenommene Lage exakt definiert. Nun
folgt als Einsenken II das Verrunden der Öhrkante 14&min;&min;, die in der voraufgegangenen
Position nach unten gerichtet war.
In der der Fig. 12 entsprechenden Position wird das Beschneiden der
Spitze S durchgeführt durch Abtrennen des linksseitigen Flach-Bartes 10/15.
Die Stanzschnittkante orientiert sich an der bereits deutlich ausgeprägten
Spitzenkontur. Die über den rechtsseitigen Flach-Bart 10/15 noch zusammenhängenden
Nadeln werden nun gemäß Fig. 13 getrennt
durch entsprechendes Abschneiden des noch verbliebenen Flach-Bartes.
Unter Kantenrunden wird nicht ausschließlich ein kreisförmiges Runden
verstanden.
Der Schaft 4 kann, im Querschnitt gesehen, außen kreisrund, viereckig
(mit gerundeten Kanten) oder auch V-förmig sein.
