DE4491984C2

DE4491984C2 - Strickwerkzeuge einer Strickmaschine

Info

Publication number: DE4491984C2
Application number: DE4491984A
Authority: DE
Inventors: Takanori Nanya
Original assignee: Citizen Watch Co Ltd
Current assignee: Citizen Watch Co Ltd
Priority date: 1993-04-06
Filing date: 1994-04-05
Publication date: 1998-03-12
Anticipated expiration: 2014-04-06
Also published as: JPH0676383U; US5546770A; CN1106983A; GB2283502A; HK67597A; DE4491984T1; GB9423755D0; GB2283502B; WO1994023105A1; CN1034232C

Description

Die Erfindung betrifft Strick- oder Wirkwerkzeuge wie Nadeln, Platinen, Jacquard-Nadeln und dergleichen, die ei nen das Strickgarn berührenden Abschnitt besitzen.

Im allgemeinen wird hierfür ein Kohlenstoffstahl verwendet, der mittels einer Naßchrombeschichtung beschichtet ist.

Die Lebensdauer solcher Strickwerkzeuge ist jedoch aufgrund der Erhöhung der Geschwindigkeit der Strickmaschinen, der Verschiedenartigkeit des Materials für das Strickgarn, wie z. B. hochfeste Fasern oder modifizierte Fasern und den Ein satz von verschiedenen Größen begrenzt.

Es ist daraufhin vorgeschlagen worden, die Oberfläche der Strickwerkzeuge mit harten Beschichtungen aus Metallen, wie zum Beispiel Tantal (Ta), Wolfram (W), Titannitrid (TiN), Titan-Wolfram-Legierung (TiW) usw. zu versehen (siehe japa nische Offenlegungsschrift Nr. 4-41 755).

Aus der DE 38 15 457 C2 ist eine Strickmaschine bekannt, bei der diejenigen Bereiche, auf denen die Strickflächen gleiten, als verschleißarme Oberflächen ausgebildet sind, indem diese mit einer durch Plasmaentladung in einer koh lenstoffhaltigen Gasatmosphäre aufgebrachten Beschichtungen aus diamantartigem Kohlenstoff versehen werden.

Wenn beispielsweise aus Kostengründen nur ein reduzierter Abschnitt der Strick- oder Wirkwerkzeuge mit einer Beschichtung versehen ist, kann das Garn auch mit solchen Bereichen der Strick- oder Wirkwerkzeuge in Berührung kom men, welche unbeschichtet sind oder im Übergangsbereich zwischen beschichteter und unbeschichteter Oberfläche lie gen. Je nach Ausgestaltung des Übergangsbereiches kann es dabei zu einer Beschädigung des Garnes kommen.

Es liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Strick- oder Wirkwerkzeuge so zu gestalten, daß bei verbesserter Lebens dauer ein Auffransen oder Reißen des Fadens vermieden wird.

Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches gelöst.

Wenn die Strick- oder Wirkwerkzeuge erfindungsgemäß beschichtet werden, wird der Plasmaraum nur für den Teil des Rohlings benötigt, der häufig mit dem Strickgarn zusam menkommt. Entsprechend kann eine große Zahl von Werkzeugen gleichzeitig einer schichtbildenden Behandlung unterzogen werden, wodurch die Produktivität gegenüber einer vollstän digen Beschichtung erheblich verbessert ist.

Bei der Maschenbildung wird nun ein Fangen des Garns in einer steilen Stufe an dem Oberflächenabschnitt des Werk zeugs vermieden.

Wenn die harte Kohlenstoffschicht auf die Oberfläche des Rohlings des Werkzeugs mittels des Plasma-CVD-Verfahrens aufgebracht wird, wird ein Abschnitt der Oberfläche des Rohlings, in dem die Schichtbedeckung nicht benötigt wird, dazu benutzt, den Rohling des Werkzeugs zu halten, während ein Abschnitt der Oberfläche, in dem die Schichtbedeckung benötigt ist, dem Plasma direkt ausgesetzt wird. Zu diesem Zeitpunkt wird von der Oberfläche, wo die Schichtbedeckung benötigt wird, bis zu der Oberfläche, wo sie nicht benötigt wird, eine Maske angesetzt, die einen bestimmten Abstand von der Oberfläche des Rohlings des Werkzeugs hat, wodurch die harte Kohlenstoffschicht schrittweise in der Schicht dicke von der Oberfläche her, in der die Bedeckung durch eine harte Kohlenstoffschicht benötigt ist, bis zu der Oberfläche, wo sie nicht benötigt ist, abnimmt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an hand der beigefügten Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine Schnittdarstellung einer Strick- oder Wirknadel,

Fig. 2 eine Draufsicht einer Nadel, und

Fig. 3 eine Darstellung des Haltens von Nadelroh lingen und Masken mittels einer Schichter zeugungsschablone, wenn eine Bedeckung mit harter Kohlenstoffschicht auf einem Abschnitt der Oberfläche gebildet wird, der mit dem Strickgarn auf der Oberfläche der Nadel in Verbindung tritt.

Bezugnehmend auf die beigefügte Zeichnung wird nun ein be vorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, wobei eine Nadel als Beispiel typischer Strickwerkzeuge einer Strickmaschine benutzt wird.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht der Nadel 1 mit einem Haken 11, und einem Schaft 12.

Wie in der Fig. 1 dargestellt, wird eine harte Kohlen stoffschicht 15 mit der Dicke d auf derjenigen Oberfläche des schraffierten Abschnittes 14 in Fig. 2 auf dem Nadel rohling gebildet, die häufiger mit dem Strickgarn in Kon takt kommt, wenigstens vom Haken 11 bis zum Schaft 12 der Nadel 1.

Weiter wird eine Schichtdickenübergangsfläche 16 gebildet, in der sich die Schichtdicke der harten Kohlenstoffschicht kontinuierlich auf Null vermindert. Wenn die Breite des Schichtdickenveränderungsbereiches 16 als L ausgedrückt wird, wird das Verhältnis dieser zu der bestimmten Schicht dicke d der harten Kohlenstoffschicht (L/d) 5 oder mehr sein.

Bezugnehmend auf Fig. 3 wird der Beschichtungsvorgang der harten Kohlenstoffschicht auf der Oberfläche des Nadelroh lings 10 im folgenden beschrieben.

Üblicherweise wird als Nadelwerkstoff Kohlenstoffstahl ver wendet. Unter Einhaltung eines konstanten Oberflächen abstandes zu Masken 3 wird eine Mehrzahl der Nadelrohlinge 10 parallel zueinander und gehalten durch eine Schablone 4 angeordnet, wie in Fig. 3 dargestellt.

Der Nadelrohling, der derart gehalten′ ist, wird in einer Vakuumeinrichtung in ein Vakuum gebracht, woraufhin eine negative Gleichspannung an den Nadelrohling 10 unter Benut zung von zum Beispiel eines Gleichstrom-Plasma-CVD-Verfah rens zur Aufbringung der harten Kohlenstoffschicht 15 unter folgenden Bedingungen benutzt wurde:

Beschußbedingungen

Art des Gases: Argon (Ar) Gas
Größe des Vakuums: 3×10^-3 Torr
Gleichspannung: -5 KV
Zeitdauer: 5 Minuten

Schichtbildungsbedingung

Art des Gases: Benzolgas
Schichtbildender Druck: 5×10^-3 Torr
Gleichspannung: -3 KV
Schichtdicke: 1 µm

Als Ergebnis einer Behandlung unter den Bedingungen, wie sie oben beschrieben sind, wird die Oberfläche des Nadel rohlings 10 vom Haken 11 bis zum Schaft 12 mit einer harten Kohlenstoffschicht 15 der vorbestimmten Dicke (d = 1 µm) bedeckt, während die Oberfläche des Nadelrohlings 10, die der Maske 3 gegenüberliegt, jeweils mit einer harten Koh lenstoffschicht bedeckt wird, die dünner als die vorbe stimmte Schichtdicke ist, außer an der Fläche, wo sie mit dem Trägerraster 4 in Kontakt kommt.

Wenn der Abstand zwischen dem Nadelrohling 10 und der Maske 3 verändert wird, ändert sich gegenüberliegend der Masken kante 3a der Gradient des Übergangsbereiches L/d.

Eine Entfernung zwischen dem Nadelrohling 10 und der Maske 3 und eine Beziehung zwischen dem Übergang in der Breite L und der vorbestimmten Schichtdicke d, wenn die Fläche des Nadelrohlings 10 mit der harten Kohlenstoffschicht 15 der vorgewählten Schichtdicke d vom Haken 11 bis zum Schaft 12 bedeckt ist, wie auch eine Übereinstimmung der Lebensdauer- Testergebnisse hiermit wurden untersucht. Die Ergebnisse, die dabei erhalten wurden, werden in Tabelle 1 dargestellt.

Als Ergebnis wurde bestätigt, daß herkömmliche Probleme, wie zum Beispiel das Auffasern oder Fadenbruch nie auftreten, wenn eine sanft auslaufende Bedeckung gebildet ist, um so das Verhältnis der Veränderung in der Breite L zur vorge wählten Schichtdicke d L/d als 5 oder größer zu setzen.

Tabelle 1

Das heißt, daß es möglich ist, den benötigten Plasmaraum pro Strickwerkzeug zu verringern, da die Lebensdauer jedes Strickwerkzeuges schon dadurch erheblich verbessert werden kann, daß nur ein Abschnitt minimal mit der harten Kohlen stoffschicht bedeckt werden muß, um die obig beschriebene Lebensdauerverlängerung zu erreichen, wodurch die Produk tivität wesentlich verbessert wird.

Aufgrund der erheblichen internen Zugbelastungen der harten Kohlenstoffschichten wird eine dickere Schichtdicke nicht immer die gewünschten Ergebnisse zeigen und im allgemeinen wird die vorgewählte Schichtdicke mit 10 µm oder weniger gewählt. Angesichts einer ausreichenden Bedeckung und öko nomischer Erwägungen ist im vorliegenden Fall eine vernünf tige Schichtdicke von ungefähr 2 bis 3 µm gewählt.

Wie obig beschrieben, ist die Schichtdicke der harten Koh lenstoffschicht auch in einem dünneren Bereich ausreichend wirksam, verglichen mit der herkömmlichen, und ein Aufwei chen, eine Deformation oder Dimensionsänderung des Rohlings treten nicht mehr auf, da durch die niedrigere Schichtbear beitungstemperatur um ca. 200°C herum die Zähigkeit des Rohlings nicht beeinträchtigt wird, wodurch es möglich wird, die Strickwerkzeuge in den gleichen Dimensionen wie bisher üblich zu formen.

Weiter wird, da keine plötzlichen Stufen auf der Oberfläche mehr dort auftreten, wo der Rohling der Werkzeuge angenom menerweise mit dem Strickgarn kontaktiert, das Garn nie gefangen werden, und keine Auffaserung oder Fadenbrüche mehr erleiden. Während Kohlenstoffstahl als Material der Werkzeuge in den obigen Beispielen benutzt wurde, kann ein anderer Rohling, wie zum Beispiel aus rostfreiem Stahl ebenso benutzt werden. Weiter ist die Erfindung nicht dar auf beschränkt, direkt einen Rohling verschiedener Arten von Strickwerkzeugen mit einer harten Schicht von Kohlen stoff zu versehen, sondern es ist auch möglich, viele Arten von aufgebrachten Schichten oder Zwischenschichten auf der Oberfläche des Rohlings von Werkzeugen zu bilden, um anschließend daran die harte Kohlenstoffschicht darauf auf zubringen, um so die Hafteigenschaften der harten Kohlen stoffschicht zu verbessern oder eine antikorrosive Eigen schaft des Rohlings der Werkzeuge zu verbessern.

Weiterhin ist es auch möglich, andere dünnschichtbildende Verfahren, zum Beispiel Radiofrequenz-Plasma-CVD-Verfahren (engl. RF-P-CVD) einzusetzen, obwohl ein Gleichstrom-Plas ma-CVD-Verfahren als Beispiel eines Verfahrens zum Bilden der harten Kohlenstoffschicht beschrieben wurde; aber die Schichtbildung ist nicht auf ein solches Verfahren beschränkt. Eine Schicht harten Kohlenstoffes, in der ein Teil des Wasserstoffes, der in der Schicht enthalten ist, durch Fluor ersetzt ist, oder eine Kompositschicht mit an deren Materialien ist auch möglich.

Eine Möglichkeit, eine Schichtbildung aus der Gasphase zu bewirken, ist die Einhaltung eines konstanten Abstandes zwischen dem Material der Werkzeuge und der Maske, die als Verfahren zum schrittweisen Verringen der Schichtdicke der Beschichtung von einer zu bedeckenden Fläche, im obigen Beispiel beschrieben wurde. Ein solches Verfahren ist je doch nicht auf das oben beschriebene beschränkt, sondern eine spitz zulaufende Maske oder dergleichen kann dazu be nutzt werden, eine scheinbare Entfernung zwischen der Maske und dem Rohling der Teile auf der Basis einer ortsfesten Position zu schaffen.

Das wesentliche ist es, eine sanfte Übergangsschicht von einer Oberfläche, die mit der harten Kohlenstoffschicht bedeckt ist, zu einer Oberfläche zu schaffen, von der diese Bedeckung nicht verlangt ist.

Claims

Strick- oder Wirkwerkzeug, hergestellt aus Stahl als Basis material, bei dem ein erster Oberflächenabschnitt (14), der in häufigen Kontakt mit Strickgarn (2) kommt, mit einer harten Kohlenstoffschicht (15) vorbestimmter Dicke (d) ver sehen ist und bei dem ein zweiter Oberflächenabschnitt (13), der dem ersten Oberflächenabschnitt (14) benachbart liegt, nicht mit einer solchen harten Kohlenstoffschicht (15) versehen ist, wobei in der Übergangsfläche zwischen dem ersten (14) und dem zweiten (13) Oberflächenabschnitt ein Schichtdickenveränderungsbereich (16) definiert ist, in dem die Dicke der harten Kohlenstoffschicht (15) von der vorbestimmten Dicke (d) auf 0 abnimmt, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (L) des Schichtdick en-veränderungsbereiches (16), gemessen in einer Richtung parallel zu dem ersten (14) und dem zweiten (13) Oberflächenabschnitt und senkrecht zu der Grenzlinie zwischen den Oberflächenabschnitten, wenigstens fünfmal größer ist als die vorbestimmte Dicke (d), so daß das Verhältnis L/d 5 beträgt.