DE3545692A1 - Nadel fuer tuftingmaschinen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Nadel für Tuftingmaschinen mit einem dem Einspannen bzw. Einformen dienenden Nadelkolben und einem sich anschließenden, in einer Nadelspitze auslaufenden Schaft, der zur Führung des jeweiligen Fadens mit einem Nadelöhr und einer sich vom Nadelöhr in Richtung auf den Nadelkolben erstreckenden Fadenführungsrinne sowie auf der der Fadenführungsrinne gegenüberliegenden Seite mit einer Hohlkehle ausgebildet ist, in deren Bereich die Nadel nach dem Einstechen in das Grundmaterial durch kraftschlüssige An­ lage mit einem eine Fadenschlaufe bildenden Greifer zusammen­ wirkt.

Tuftingnadeln der voranstehend beschriebenen Art sind be­ kannt. Sie werden überwiegend zur maschinellen Herstellung von Bodenbelägen eingesetzt.

Beim Einstechen der Nadel in das Grundmaterial bildet die Nadelspitze unter Aufweitung des Grundmaterials das Stich­ loch, in das bei fortschreitendem Einstechen der Nadel der im Nadelöhr befindliche Faden eingezogen wird. Sobald die Nadel ihre größte Einstechtiefe erreicht hat, wird der in das Grundmaterial eingezogene Faden mit Hilfe eines Greifers festgehalten, so daß sich eine Fadenschlaufe bildet, wenn die Nadel aus dem Grundmaterial zurückgezogen und eine Relativbe­ wegung zwischen Grundmaterial und Nadel durchgeführt wird, bevor die Nadel mit dem Faden erneut in das Grundmaterial eingestochen wird.

Da der Greifer die Aufgabe hat, den straff am Nadelschaft an­ liegenden Faden zu erfassen und beim anschließenden Heraus­ ziehen der Nadel aus dem Grundmaterial bei gleichzeitiger Bildung einer Fadenschlaufe festzuhalten, ist die Nadel auf der der Fadenführungsrinne gegenüberliegenden Seite mit einer flächigen Hohlkehle versehen, an der der Greifer kraftschlüs­ sig anliegt, um ein sicheres Erfassen des Fadens zu gewähr­ leisten. Anders als bei einem Nähprozeß wird beim Tufting­ prozeß die Fadenschlinge nicht durch einen Fadenlängenüber­ schuß kurz nach Beginn des Aufwärtshubes der Nadel gebildet, sondern durch Festhalten des bei der Schlingenaufnahme eng an der Nadel anliegenden Fadens durch den Greifer. In der Praxis wird demgemäß ein vollständiges und sicheres Erfassen des Fadens beim Tuftingprozeß nur durch ein kraftschlüssiges An­ liegen der Greifer an den Nadeln erreicht, so daß Greifer und Nadeln in direktem Kontakt miteinander stehen und während eines bestimmten Bewegungsablaufes aufeinander gleiten.

Wegen der erwünschten sicheren Aufnahme des Fadens wird der Greifer in bezug auf die Nadel derart eingestellt, daß er deren Hohlkehle möglichst nahe ihrer Auflaufkante berührt. Anschließend gleitet der Greifer unter elastischer Auslenkung von Nadel und Greifer kraftschlüssig entlang der Hohlkehle bis über die Breite des Nadelschaftes hinaus. Der Kontakt zwischen Nadel und Greifer wird durch den Rücktransport der Nadel beendet, wobei die Kraftwirkung zwischen Nadel und Greifer bis zum Augenblick der Trennung bestehen bleibt. Hieraus resultiert ein Anschleifen der Nadelspitze durch den Greifer mit der Folge, daß die Nadelspitze mehr und mehr zu einer flachen Schneide abgeschliffen wird. Durch diese Defor­ mation der Nadelspitze wird die Nadel für den Tuftingprozeß unbrauchbar, weil sie einerseits ihrer Aufgabe, ein aus­ reichend großes Stichloch unter Aufweitung des Grundmaterials zu bilden, nicht mehr nachkommt, und andererseits infolge der Ausbildung einer flachen Schneide Beschädinungen am Grund­ material hervorruft, die die notwendige Restfestigkeit des Grundmaterials nach dem Tuften bis zur Unbrauchbarkeit des Fertigmaterials beeinträchtigen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die voranstehend geschilderten Nachteile der bekannten Tuftingnadeln zu ver­ meiden und eine Nadelausführung zu schaffen, bei der ein Ver­ schleiß der Nadelspitze durch Berührung mit dem Greifer ver­ hindert wird.

Die Lösung dieser Aufgabenstellung durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Nadelspitze und der Anlagefläche der Auflauffläche für den Greifer relativ zu­ einander quer zur Längsachse der Nadel derart versetzt sind, daß bei einer Rückzugbewegung der Nadel die Nadelspitze zum Greifer einen Sicherheitsabstand einhält.

Die Einhaltung dieses Sicherheitsabstandes kann erfindungsge­ mäß einerseits dadurch erfolgen, daß das Ende der Nadel mit der Nadelspitze exzentrisch zur Nadellängsachse in Richtung auf die Fadenführungsrinne versetzt ist. Andererseits ist es möglich, entweder den gesamten Schaft der Nadel mit Ausnahme der Nadelspitze oder den die Auflauffläche umfassenden Be­ reich des Schaftes in einer von der Fadenführungsrinne weg­ weisenden Richtung gegenüber der Nadellängsachse zu ver­ setzen.

Unabhängig von der jeweils gewählten Ausführungsform der Er­ findung wird mit dieser erreicht, daß trotz der zur zuverläs­ sigen Erfassung des Fadens kraftschlüssigen Anlage des Grei­ fers an der Auflauffläche des Schaftes eine Berührung zwi­ schen Nadelspitze und Greifer verhindert wird, da erfindungs­ gemäß der quer zur Nadellängsachse vorhandene Abstand zwi­ schen der Fläche der Auflauffläche und der Nadelspitze so groß ist, daß der Greifer bei einer Rückzugbewegung der Nadel einen Sicherheitsabstand von der Nadelspitze einhält, so daß diese weder beschädigt noch durch ständiges Anliegen am Greifer einseitig abgeschliffen werden kann. Die erfindungs­ gemäß ausgebildete Tuftingnadel besitzt somit eine erheblich längere Lebensdauer und vermeidet zuverlässig Beschädigungen des Grundmaterials.

Auf der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele einer erfin­ dungsgemäßen Tuftingnadel sowie eine schematische Seitenan­ sicht eines Teils einer Tuftingmaschine zur Erläuterung der Zusammenhänge dargestellt, und zwar zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Teils einer Tufting­ maschine,

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht einer einzelnen Tuftingnadel bei der Durchführung eines Tufting­ prozesses,

Fig. 3 eine Seitenansicht einer herkömmlichen Nadel während des Tuftingprozesses,

Fig 4 eine Vorderansicht zu Fig. 3,

Fig. 5 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie V-V in Fig. 3,

Fig. 6 eine der Fig. 3 entsprechende Seitenansicht eines ersten Ausführungsbeispiels einer erfindungsge­ mäßen Nadel,

Fig. 7 eine Vorderansicht zu Fig. 6,

Fig. 8 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie VIII- VIII in Fig. 6,

Fig. 9 eine Seitenansicht eines zweiten Ausführungsbei­ spiels einer erfindungsgemäßen Nadel,

Fig. 10 eine Vorderansicht zu Fig. 9,

Fig. 11 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie XI-XI in Fig. 9,

Fig. 12 eine Seitenansicht einer dritten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Nadel,

Fig. 13 eine Vorderansicht zu Fig. 12 und

Fig. 14 einen Querschnitt gemäß der Schnittlinie XIV-XIV in Fig. 12.

Die Fig. 1 zeigt in einer Seitenansicht die Hauptteile einer Tuftingmaschine. So ist ein Nadelträger 1 zu erkennen, der gemäß dem senkrechten Doppelpfeil eine senkrecht hin- und hergehende Stichbewegung ausführt, durch die die am Nadel­ träger 1 in einer Reihe angeordneten Nadeln 2 in das Grund­ material 3 eingestochen werden, das auf einem Tisch 4 auf­ liegt und in Richtung des waagerechten Pfeiles fortschreitend bewegt wird. Ein feststehender Niederhalter 5 verhindert, daß bei einer Bewegung des Nadelträgers 1 nach oben das Grund­ material 3 vom Tisch 4 abgehoben wird.

Wie am besten die perspektivische Darstellung einer einzelnen Nadel 2 in Fig. 2 erkennen läßt, wird mit jedem Einstich der Nadel 2 in das Grundmaterial 3 ein Faden 6 in das Grund­ material 3 hineingezogen. Sobald die Nadel 2 gemäß Fig. 2 die größte Einstichtiefe erreicht hat, tritt ein Greifer 7 in Tätigkeit, der an einem Greiferbalken 8 befestigt ist, der gemäß dem gekrümmten Doppelpfeil in Fig. 1 eine bogenförmige Hin- und Herbewegung ausführt. Mit Hilfe dieses Greifers 7 wird der in das Grundmaterial 3 eingezogene Faden 6 festge­ halten, bevor die Nadel 2 mit dem Faden 6 wieder nach oben bewegt wird. Hierdurch bildet sich auf der einen Seite, näm­ lich der späteren Oberseite des Grundmaterials 3 eine Faden­ schlaufe 6 a. Diese Fadenschlaufen 6 a bleiben bei sogenannter Schlingenware bestehen. Sie können jedoch auch - wie in den Fig. 1 und 2 angedeutet - mit Hilfe eines Messers 9 auf­ getrennt werden, wie dies im rechten Teil der Fig. 2 ange­ deutet ist.

In den Fig. 3 bis 5 ist eine herkömmliche Nadel 2 darge­ stellt. Diese umfaßt einen Nadelkolben 10 mit kreisförmigem Querschnitt. Mit Hilfe dieses Nadelkolbens 10 wird die Nadel 2 entweder einzeln am Nadelträger 1 befestigt oder gemeinsam mit weiteren Nadeln 2 in ein sogenanntes Nadelmodul einge­ gossen, wie dies in den Fig. 1 und 2 dargestellt ist.

An den Nadelkolben 10 schließt sich ein im Querschnitt flacher Schaft 11 an, der am Ende in einer Nadelspitze 12 ausläuft. In der Nähe dieser Nadelspitze 12 ist ein Nadelöhr 13 für den Durchtritt eines Fadens ausgebildet, für den in der einen Breitseite der Nadel 2 eine Fadenführungsrinne 14 ausgebildet ist, die am besten im Querschnitt gemäß Fig. 5 zu erkennen ist. Auf der der Fadenführungsrinne 14 gegenüber­ liegenden Breitseite der Nadel 2 ist diese mit einer Hohl­ kehle 15 versehen, an der der Greifer 7 kraftschlüssig an­ liegt, um den Faden 6 zwecks Bildung einer Fadenschlaufe 6 a zu ergreifen.

In Fig. 5 ist die Relativbewegung zwischen Greifer 7 und Nadel 2 im Bereich der Hohlkehle 15 dargestellt. Mit strichpunk­ tierten Linien ist die Stellung des Greifers 7 eingezeichnet, wenn dieser zuerst die Nadel 2 im Bereich der Hohlkehle 15 berührt. Er gleitet anschließend durch eine quer zur Nadel­ längsachse L gerichtete Bewegung entlang der Hohlkehle 15 und erfaßt hierbei den Faden 6. Die Berührungsphase mit maximalem Kraftschluß zwischen Greifer 7 und Nadel 2 ist gestrichelt in Fig. 5 eingezeichnet. Während der Greifer 7 schließlich in die mit ausgezogenen Linien dargestellte Endlage gemäß Fig. 5 ge­ langt, wird die Nadel 2 nach oben aus dem Grundmaterial 3 zurückgezogen. Bei der in den Fig. 3 bis 5 dargestellten herkömmlichen Nadel 2 gleitet hierbei der Schaft 11 der Nadel am Greifer 7 entlang, und zwar bis zur Berührung der Nadel­ spitze 12, wie dies im unteren Teil der Fig. 3 und 4 dar­ gestellt ist. Hierdurch wird die Nadel gemäß Fig. 3 elastisch verbogen.

In Fig. 5 ist mit dem Maß a die gegenseitige Auslenkung von Nadel 2 und Greifer 7 eingezeichnet, die sich bei der kraft­ schlüssigen Anlage des Greifers 7 an der Hohlkehle 15 der Nadel 2 ergibt. Da die Nadelspitze 12 auf der Längsachse L der Nadel 2 liegt, ergibt sich bei dieser Nadelausbildung das Maß a′ für die Verbiegung der Nadelspitze 12 durch den am Nadelschaft 11 entlanggleitenden Greifer 7, wie dies in Fig. 3 mit dem Ablenkwinkel a′′ dargestellt ist. In Fig. 5 ist schließlich der Anstellwinkel X des Schaftes 11 der Nadel 2 zur Querbewegung des Greifers 7 eingezeichnet.

Aufgrund des Entlanggleitens des Greifers 7 über die Nadel­ spitze 12 ergibt sich mit der Zeit ein Anschleifen dieser Nadelspitze 12, die auf diese Weise mehr und mehr zu einer flachen Schneide wird. Diese flache Schneide ist nicht mehr in der Lage, beim Eindringen in das Grundmaterial 3 das zum Eintragen des Fadens 6 benötigte Stichloch ohne Beschädigung des Grundmaterials 3 zu bilden. Die schneidenartig abge­ schliffene Nadelspitze 12 vermindert die Festigkeit des Grundmaterials 3, so daß eine derart verschlissene Nadel 2 ausgewechselt werden muß.

Um diese Nachteile zu vermeiden, sind bei der erfindungsge­ mäßen Nadel gemäß den drei Ausführungsbeispielen in den Fig. 6 bis 14 die Lage der Nadelspitze 12 und der Anlage­ fläche der Hohlkehle 15 für den Greifer 7 relativ zueinander quer zur Längsachse L der Nadel 2 derart versetzt, daß bei einer Rückzugbewegung der Nadel 2 die Nadelspitze 12 zum Greifer 7 einen Sicherheitsabstand b einhält, der in den je­ weiligen Schnittdarstellungen der Ausführungsbeispiele einge­ zeichnet ist.

Beim ersten Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 6 bis 8 ist der gesamte Schaft 11 der Nadel 2 mit Ausnahme der Nadel­ spitze 12 in einer von der Fadenführungsrinne 14 wegweisenden Richtung zur Nadellängsachse L versetzt worden. Der Versatz e zwischen der Nadellängsachse L und der Schaftlängsachse S ist in Fig. 6 eingezeichnet. Auch Fig. 8 läßt erkennen, daß die Auflauffläche 15 a relativ zur Nadelspitze 12, die auf der Nadellängsachse L liegt, versetzt worden ist. Bei einer Be­ wegung des Greifers 7 ergibt sich somit ein Sicherheitsab­ stand b zur Nadelspitze 12, wenn die relative Lage zwischen Greifer 7 und Nadel 2 eintritt, wie sie mit ausgezogenen Linien in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist.

Beim zweiten Ausführungsbeispiel nach den Fig. 9 bis 11 stimmt die Schaftlängsachse S mit der Nadellängsachse L überein. Bei dieser Ausführungsform ist ausschließlich die Nadelspitze 12 in Richtung auf die Fadenführungsrinne 14 um den Sicherheitsabstand b versetzt, der somit auch bei dieser Ausführungsform eingehalten wird, wenn die Nadel 2 relativ zum Greifer 7 nach oben bewegt wird.

Die dritte Ausführungsform nach den Fig. 12 bis 14 zeigt schließlich, daß anstelle eines Versatzes e des gesamten Schaftes 11 gegenüber dem Nadelkolben 10 ein Sicherheitsab­ stand b auch dann erreicht wird, wenn nur der die Auflauf­ fläche 15 a umfassende Bereich des Schaftes 11 in einer von der Fadenführungsrinne 14 wegweisenden Richtung quer zur Nadellängsachse L versetzt wird. Auch dieser Versatz e ist in Fig. 12 eingezeichnet und führt zu dem in den Fig. 12 und 14 eingezeichneten Sicherheitsabstand b.

• Bezugszeichenliste:  1 Nadelträger
   2 Nadel
   3 Grundmaterial
   4 Tisch
   5 Niederhalter
   6 Faden
   6 a Fadenschlaufe
   7 Greifer
   8 Greiferbalken
   9 Messer
  10 Nadelkolben
  11 Schaft
  12 Nadelspitze
  13 Nadelöhr
  14 Fadenführungsrinne
  15 Hohlkehle
  15 a Auflauffläche
  L Nadellängsachse
  S Schaftlängsachse
  a Auslenkung
  a′ Verbiegung
  a′′ Ablenkwinkel
  b Sicherheitsabstand
  e Versatz
  x Anstellwinkel

Claims (4)

1. Nadel für Tuftingmaschinen mit einem dem Einspannen bzw. Einformen dienenden Nadelkolben und einem sich an­ schließenden, in einer Nadelspitze auslaufenden Schaft, der zur Führung des jeweiligen Fadens mit einem Nadelöhr und einer sich vom Nadelöhr in Richtung auf den Nadel­ kolben erstreckenden Fadenführungsrinne sowie auf der der Fadenführungsrinne gegenüberliegenden Seite mit einer Hohlkehle ausgebildet ist, in deren Bereich die Nadel nach dem Einstechen in das Grundmaterial durch kraftschlüssige Anlage mit einem eine Fadenschlaufe bildenden Greifer zu­ sammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Nadelspitze (12) und der Anlagefläche der Auflauffläche (15 a) für den Greifer (7) relativ zueinander quer zur Längsachse (L) der Nadel (2) derart versetzt sind, daß bei einer Rückzugbewegung der Nadel (2) die Nadelspitze (12) zum Greifer (7) einen Sicherheitsabstand (b) einhält.

2. Nadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ende der Nadel (2) mit der Nadelspitze (12) exzentrisch zur Nadellängsachse (L) in Richtung auf die Fadenführungs­ rinne (14) versetzt ist.

3. Nadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ge­ samte Schaft (11) der Nadel (2) mit Ausnahme der Nadel­ spitze (12) in einer von der Fadenführungsrinne (14) weg­ weisenden Richtung zur Nadellängsachse (L) versetzt ist.

4. Nadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Auflauffläche (15 a) umfassende Bereich des Schaftes (11) in einer von der Fadenführungsrinne (14) wegweisenden Richtung gegenüber der Nadellängsachse (L) versetzt ist.