DE7825227U1 - Tuftingnadel - Google Patents

Description

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Tuftingnadel

Die Erfindung betrifft eine Tuftingnadel mit einem durch Wärmebehandlung, nämlich Härten und Anlassen biegsamen -.ind elastischen Grundkörper aus Stahl und härterer Oberflächenschicht im mit dem zugeordneten Greifer zusammenwirkenden Verschleißbereich.

Tuftingnadeln werden bei der Teppichherstellung verwendet. Sie werden in ein Teppichgrundmaterial eingestochen, um ein Garn zur Schlingenbildung auf der der Einstichseite entgegengesetzten Oberfläche.· durch das Teppichgrundmaterial zu transportieren. Un die Schlinge ;ju bilden, hakt bei jedem Einstich ein Greifer in das Garn ein und hält die Schlinge, wenn die Tuftingnadel aus dem Teppichgrundmaterial wieder herausgezogen wird. Um sicherzustellen, daß der sich quer zur Einstichrichtung der Nadel bewegende Grifer das Garn aufnimmt, berührt er die Nadel während der Garnaufnähme im Bereich einer Hohlkehle, die in der Nadel oberhalb des Öhres, in dem der Faden eingefädelt ist, vorgesehen ist. Eine genaue Einstellung der Nadel gegenüber dem Greifer ist nicht möglich, vielmehr werden die Nadeln jeweils durch entsprechendes Biegen auf dem Greifer ausgerichtet. Leichte Überschneidungen der sich berührenden Teile sind dabei häufig nicht zu vermeiden. Die Teile, insbesondere die Tuftingnadeln, federn

dann seitlich weg,um das Vorbeibewegen des Greifers an der Nadel zu ermöglichen. Diese sich bei jedem Einstich wiederholende Berührung bewirkt einen starken Verschleiß der Tuftingnadeln und ein Einarbeiten der Greifer im Berührungsbereich. Die sich durch den Verschleiß bildenden scharfen Kanten beschädigen das Teppichgrundmaterial,und das Garn scheuert sich durch oder spaltet sich. Die Produktion muß dann zum Auswechseln der Nadeln für eine erhebliche Zeit unterbrochen werden.

Es sind verschiedene Maßnahmen zur Verbesserung der Nadelqualitäten, das heißt, zur Verlängerung der Standzeiten von Tuftingnadeln durch Verminderung des Verschleißes bekannt. Beispielsweise sind mit einer Hartchromschicht versehene Tuftingnadeln auf dem Markt. Die Chromschichten sind jedoch dünn, bei der Herstellung schwer zu steuern und haben nur beschränkte Verschleißfestigkeit. Auch Hartmetallbeschichtungen sind erfolglos erprobt worden.

In der DE-OS 27 42 926 wurde vorgeschlagen, dem Nadelgrundkörper durch entsprechendes variables Anlassen die erforderlichen elastischen Eigenschaften zu geben, unter Verzicht auf die größte erreichbare Härte des Materials, die eine zu große Sprödigkeit un- damit Bruchempfindlichkeit der Tuftingnadeln mit sich bringen würde. Im Verschleißbereich soll anschließend durch örtliche Hitzeeinwirkung mittels Laserstrahl eine Oberflächenschicht mit größtmöglicher Härte erzeugt v/erden.

Da für die Herstellung der Nadeln nur bestimmte Stähle wegen der erforderlichen Kaltverformbarkeit und sonstiger Herstellungs bedingungen verwendet werden können, sind die Verschleißcharakteristiken durch den Nadelwerkstoff bestimmt. Hohe Härte allein ergibt bei niedrig legierten Kohlenstoffstählen im praktischen Gebrauch nicht die erforderliche wesentliche Verbesserung der Verschleißfestigkeit. In der Praxis haben alle bisher bekannten Maßnahmen keine ausreichende Verbesserung der Tuftingnadeln ermöglicht.

Aufgabe der Erfindung ist es, Tuftingnadeln mit durch Verminderung des Verschleißes so wesentlich verlängerter Lebensauer zu schaffen, daß trot2 des unumgänglichen Aufwandes für die Erhöhung der Verschleißfestigkeit die Wirtschaftlichkeit verbessert wird, und durch Verbesserung der Arbeitscharakteristiik der Nadeln über längere Produktionsintervalle gleichmäßige Qualität des Erzeugnisses gesichert wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch eine Tuftingnadel gemäß Anspruch 1. Die Boridschicht im Verschleißbereich wird durch Diffusion von Bor in das Stahlgrundmaterial erhalten und ist fest mit dem Grundmaterial verzahnt. Borierte Stahloberflächen bestehen aus Eisenboriden (Fe_B oder FeB) und haben Vickers-Härten von 1800 - 2100 kp/mm², während man bei Stahloberflächen durch Härten und/oder zusätzliches Nitrieren, Aufkohlen oder Carbonitrieren allenfalls Härtewerte von 800-1100 kp/mm² erzeugen kann. Die gegenüber dem

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Grundmaterial andere Zusammensetzung der Oberflächenschicht im Verschleißbereich in Verbindung mit ihrer extremen Härte läßt einen außerordentlich erhöhten Verschleißwiderstand erreichen. Dadurch, daß der Reibungskoeffizient zwischen einer Borid- und einer Stahloberfläche wesentlich verbessert ist, wird auch der Vorteil erreicht, daß der Verschleiß des mit einer nach der Erfindung im Bereich der Hohlkehle partiell mit einer Boridschicht versehenen Tuftingnadel zusammenarbeitenden Greifers üblicher Ausführung merklich herabgesetzt wird, so daß die Lebensdauer der Greifer verlängert wird. Vorteilhaft ist auch die Korrosionsbeständigkeit der Boridschicht.

Zur Erzeugung der Boridschichten in bestimmten Zonen der erfindungsgemäßen Tuftingnadel wird eine Borierpaste örtlich aufgetragen und in an sich bekannter Weise wird dann in einer anschließenden Wärmebehandlung das Eindiffundieren des Bors in die Oberfläche des Grundkörpers erreicht. Das Eindiffundieren von Bor kann auch in einem Glühprozeß bewirkt werden, wobei die Nadel partiell in Borierpulver eingetaucht ist. Die Dicke der Boridschicht, die erfindungsgemäß zwischen 5 und 60jun liegt, ist, wie bekannt, von der Länge der Behandlungszeit und Höhe der Temperatur abhängig. Die zur Erzielung der erforderlichen elastischen Eigenschaften des Grundmaterialsnotwendigen Wärmebehandlungen der Tuftingnadeln werden erst nach dem Borieren durchgeführt.

Außer der Hohlkehle können erfindungsgemäß auch die Nadelspitze

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und das öhr, insbesondere die Öhrinnenseite, der Tuftingnadel mit einer geschlossenen Boridschicht versehen sein.

Gemäß der Erfindung partiell mit einer Boridschicht versehene Tuftingnadeln, die bei der Hohlkehle beginnend über das Öhr bis zur Spitze eine Boridschicht von 20um aufwiesen, erreichten bisher die 2 1/2fache Lebensdauer gegenüber vergleichbaren, auf dem Markt befindlichen Nadelqualitäten.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele von erfindungsgemäßen Tuftingnadeln dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 die Vorderansicht einer Tuftingnadel, Fig. 2 einen Längsschnitt durch die Tuftingnadel, Fig. 3 und 4 vergrößerte Teilschnitte durch Tuftingnadeln mit erfindungsgemäß angeordneter Boridschicht, Fig. 5 einen Schnitt nach der Schnittlinie A-B in F 7. 2, Fig. 6 einen Schnitt nach der Schnittlinie C-D in Fig. 2.

In Figur 1 und 2 besteht eine Tuftingnadel, wie bekannt, aus einem Einspannschaft 1 mit, wie Fig. 5 zeigt, rundem Querschnitt, der in einen abgeflachten Nadelkörper 2 übergeht, dessen Querschnitt in Fig. 6 gezeigt ist. In dem Nadelkörper 2 befindet sich auf einer Seite eine Längsnut 3 und auf der anderen Seite eine Hohlkehle 4, in deren Bereich ein gestrichelt eingezeichneter Greifer 5 die Tuftingnadel bei jeder Garnaufnahme berührt. Durch ein Öhr 6 wird das Garn geführt, aus dem die Schlingen

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gebildet werden, unterhalb des Öhres befindet sich die Spitze 7 der Tuftingnadel.

In Fig. 3 ist der untere Teil einer Tuftingnadel dargestellt, bei der erfindungsgemäß die Hohlkehle 4, die die Gleitfläche für den Greifer 5 bildet, eine Boridschicht 8 aufweist. Diese partielle Boridschicht 8 ist durch Auftragen eines pastenförmigen Boriermittels und anschließendes Erhitzen hergestellt. Dabei kann auch durch zusätzliches Bestreichen der Innenseite des Öhres 6 mit Borierpaste eine Tuftingnadel gemäß der Erfindung hergestellt werden, die außer der den Verschleiß durch den Greifer 5 entgegenzuwirkenden Boridschicht 8 in der Hohlkehle 4 noch eine - nicht gezeichnete - geschlossene Boridschicht an der Innenseite des Öhres 6 aufweist, durch die der Verschleiß durch die Garnreibung verhindert wird und einwandfreier Durchlauf des Garnes ohne Gefahr einer Beschädigung gesichert wird.

In Fig. 4 ist eine Tuftingnadel nach der Erfindung auch an ihrer Spitze 7 und im unteren Bereich der Längsnut 3 mit einer Boridschicht 8 versehen. Bei dieser Nadel kann die Boridschicht in einfacher Weise dadurch hergestellt sein, daß sie bis zum oberen Ende der Hohlkehle 4 in ein pulverförmiges Boriermittel eingetaucht worden ist. Hierbei ist auch gleichzeitig die Oberfläche der Längsnut 3, in der sich das Garn befindet, in der Nähe des Öhres 6 mit der verschleißfesten Boridschicht versehen.

Aus der Zeichnung ist deutlich zu sehen, daß bei allen erfindungs gemäßen Ausführungen einer Tuftingnadel die erforderliche Biegsamkeit und Elastizität der Nadel durch ihren aus herkömmlichem Material bestehenden und in bekannter Weise härtbaren und anlaßbaren Grundkörper gesichert ist. Das Material dieses Grundkörpers kann das gleiche wie bei herkömmlichen Tuftingnadsln sein es können sogar unter !testenden Stähle mit niedrigerem Kohlenstoffgehalt verwendet werden, wenn erfindungsgemäß die dem Verschleiß ausgesetzten Bereiche eine harte, verschleißfeste Boridschicht aufweisen.

Claims (4)

-a- SCHU T Z A N S P R Ü CHE

1. Tuftingnadel mit einem durch Härten und Anlassen biegsamen und elastischen Grundkörper aus Stahl mit härterer Oberflächenschicht im mit dem zugeordneten Greifer zusammenwirkenden Verschleißbereich, dadu rch gekennzei chn e t, daß die harte Oberflächenschicht eine mit dem Material des Grundkörpers (1,2) verzahnte, aus dem Eisenborid des Grundmaterials bestehende, im Bereich der Hohlkehle (4) angeordnete Boridschicht (8) ist.

2. Tuftingnadel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Boridschicht (8) im Bereich der Nadelspitze (7) angeordnet ist.

3. Tuftingnadel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Boridschicht (8) im Bereich des Öhres (6), insbesondere an der Öhrinnenseite, angeordnet ist.

4. Tuftingnadel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Boridschicht (8) zwischen und 60 fliegt.