EP3243946B1 - Textilwerkzeug, verwenden des textilwerkzeugs und verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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EP3243946B1
EP3243946B1 EP16169398.1A EP16169398A EP3243946B1 EP 3243946 B1 EP3243946 B1 EP 3243946B1 EP 16169398 A EP16169398 A EP 16169398A EP 3243946 B1 EP3243946 B1 EP 3243946B1
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EP
European Patent Office
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textile
wear protection
layer
thread
textile tool
Prior art date
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Active
Application number
EP16169398.1A
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English (en)
French (fr)
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EP3243946A1 (de
Inventor
Jörg BECKER
Jochen Dr. Kopecki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Groz Beckert KG
Original Assignee
Groz Beckert KG
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Filing date
Publication date
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Application filed by Groz Beckert KG filed Critical Groz Beckert KG
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Priority to JP2018559823A priority patent/JP6920019B2/ja
Priority to MYPI2018703858A priority patent/MY195577A/en
Priority to PCT/EP2017/059887 priority patent/WO2017194306A1/de
Priority to KR1020187032348A priority patent/KR102374784B1/ko
Priority to CN201780028800.6A priority patent/CN109154115B/zh
Priority to BR112018069295-6A priority patent/BR112018069295B1/pt
Priority to TW106115291A priority patent/TWI728109B/zh
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    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04B—KNITTING
    • D04B35/00—Details of, or auxiliary devices incorporated in, knitting machines, not otherwise provided for
    • D04B35/02—Knitting tools or instruments not provided for in group D04B15/00 or D04B27/00
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05B—SEWING
    • D05B85/00—Needles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C—EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C11/00—Devices for guiding, feeding, handling, or treating the threads in embroidering machines; Machine needles; Operating or control mechanisms therefor
    • D05C11/02—Machine needles
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D05—SEWING; EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C—EMBROIDERING; TUFTING
    • D05C15/00—Making pile fabrics or articles having similar surface features by inserting loops into a base material
    • D05C15/04—Tufting
    • D05C15/08—Tufting machines
    • D05C15/16—Arrangements or devices for manipulating threads
    • D05C15/20—Arrangements or devices, e.g. needles, for inserting loops; Driving mechanisms therefor

Definitions

  • the invention relates to a textile tool with a working section in that the textile tool has a thread recess for receiving a thread, and with a holding section for holding and / or moving the textile tool in a textile machine.
  • the holding section can serve, for example, for fastening and / or moving the textile tool in a textile machine.
  • the invention also relates to the use of the textile tool and a method for its production.
  • machine needles such as machine needles, machine knitting needles, machine needles, etc. come into consideration. Such needles are exposed to heavy loads.
  • a machine knitting needle is subject to high wear when knitting technical textiles with abrasive yarns. Sewing needles and / or tufting needles can also be subject to high wear due to solid or abrasive material that punctures the needle during the textile manufacturing process.
  • DE 101 26 118 A1 describes a wear part with a base or core material which is provided with a thin wear protection layer.
  • an agent layer may be present between the wear protection layer and the core material.
  • the wear protection layer is, for example, a DLC layer.
  • a cover layer can be applied to the wear protection layer.
  • the wearing part can also be a thread-guiding element.
  • EP 0 844 469 A1 describes a sewing needle that can be coated with an amorphous hydrocarbon layer. On the amorphous hydrocarbon layer, a gold layer can be applied.
  • the needle according to CN 2007 40 634 Y has a shank portion and a needle portion.
  • the needle has a hard chrome layer and a titanium-coated gold layer on the needle section.
  • US 5 546 770 A discloses a needle having a carbon layer whose thickness on the shaft of the needle increases toward the hook of the needle.
  • the textile tool according to the present invention has a holding portion for holding and / or moving the textile tool in a textile machine.
  • the holding section can also be used, for example, for moving the textile tool when operating the textile machine.
  • the textile tool also has a working section with a thread recess on. In the thread recess a thread to be processed is inserted or threaded.
  • the thread recess is closed annularly and has on opposite sides in each case an orifice or opening.
  • a textile tool according to the invention may be, for example, a machine knitting needle, a machine needle or a machine needle.
  • the thread cut-out can be formed by a through-hole (for example in the case of a perforated needle) or by the hook interior which can be closed by means of a movable element (for example a tongue or slider).
  • the thread recess is formed by the needle eye in question.
  • the textile tool has a tool core of a core material.
  • a core material for example, a metallic material or a metallic alloy can be used.
  • a steel alloy is used as the core material.
  • a wear protection layer is applied to the tool core.
  • the wear protection layer consists of a different material from the core material.
  • the hardness of the wear protection layer is preferably greater than that of the core material.
  • the wear protection layer completely covers the tool core in the working section of a still unused textile tool. It is present in particular in a front end section between a front end and the thread recess and in the region of the thread recess of the working section.
  • the wear protection layer consists of a different material from the core material Material and may be formed by, for example, an alumina layer, a carbon layer, a DLC layer, a carbide layer such as a titanium carbide layer (TiC) or a nitridic layer such as an aluminum titanium nitride layer (AlTiN) or a titanium carbonitride layer (TiCN).
  • the DLC layer may be, for example, a hydrogen-containing amorphous carbon layer (aC: H).
  • the cover layer is present at least in the region of the thread recess within the working section of the textile tool.
  • the cover layer covers the interior of the thread recess and the outer surface region of the working section immediately adjacent to the edge of the thread cutout.
  • the surface of areas provided with the cover layer may have a lower roughness than the surface of the wear protection layer, so that the insertion or threading of a thread in the thread recess is simplified.
  • the wear protection layer can be applied by deposition on the tool core, for example by a physical or chemical method such as a PVD method, a CVD method or a PACVD method.
  • the top layer is also applied by a physical or chemical process, for example by a sputtering process ("sputtering").
  • the working portion of the textile tool immediately adjoins a front end of the textile tool. It is advantageous if a front end region of the working section following the front end of the textile tool is free of the cover layer.
  • the cover layer can be removed, for example, after application to the wear protection layer in the front end region, for example by a mechanical method, such as polishing.
  • This front end region is subjected to particularly high wear when piercing a textile material, for example in a machine needle or machine stylus, so that the cover layer would be rubbed off by the textile material and particles of the cover layer would remain in the textile material. This is done by omitting or removing the cover layer in the front end region avoided.
  • the front end portion of the working portion may have less roughness than the remaining portion of the working portion. This lower roughness can be achieved, for example, by polishing.
  • polishing By reducing the roughness of the front end portion, for example, the piercing force of a machine needle (sewing needle or tufting needle) can be reduced. Reducing the roughness (eg, polishing) also removes the overcoat layer present after coating the work section become.
  • the layer thickness of the wear protection layer varies in a longitudinal direction.
  • the thickness of the wear protection layer may be greater, for example, in the front end region than in a longitudinal region opposite the front end region of the rear region of the working section or as in the holding section. It is also preferred if at least a part of the holding portion is free of the wear protection layer and the cover layer.
  • the layer thickness of the wear protection layer and / or the cover layer is smaller within the thread recess than outside the thread recess. As a result, the dimension of the thread cutout changes less by the coating.
  • the layer thickness of the wear protection layer and / or the cover layer within the thread cut-out can be selected to be sufficiently small so that the cover layer and / or the wear protection layer rubs off mechanically in the area of the thread cut-out during operation of the textile tool. As a result, the wear of the textile tool can be made visually recognizable.
  • the cover layer is removed by the thread running through the thread recess, so that it can be seen that it is a used textile tool. In this case, the cover layer can already be removed within the thread recess after the shortest operating time. With continued use, the wear protection layer is removed, so that the tool core is visible. The advanced wear can thus also be visually recognized.
  • the wear protection layer preferably a layer thickness of 0.3 microns to 0.8 microns and for example about 0.5 microns.
  • the cover layer preferably has a layer thickness of less than 0.1 ⁇ m and, for example, a layer thickness of 0.02 ⁇ m to 0.08 ⁇ m.
  • the layer thickness of the wear protection layer within the working section and outside the thread recess is at least 1.0 ⁇ m and / or at most 5.0 ⁇ m.
  • the layer thickness of the wear protection layer is greatest within the front end section.
  • the layer thickness of the cover layer is within the range in which it is applied in the working section of the textile tool, at least 0.02 microns and / or at most 0.3 microns.
  • the cover layer may be a metallic layer, for example a chromium layer.
  • FIG. 1 an embodiment of a textile tool in a perspective view
  • FIG. 2 the textile tool off FIG. 1 in a longitudinal section.
  • a textile tool 10 is illustrated, which is executed in the embodiment as Maschinenennähnadel 11.
  • the textile tool could also be formed by a machine knitting needle or a machine scoring needle or the like.
  • the textile tool 10 extends in a longitudinal direction R along a longitudinal axis L from a front end 12 to a rear end 13.
  • the front end 12 is formed at the machine needle 11 by the needle tip 14.
  • a working section 15 connects.
  • a holding portion 16 connects.
  • the holding portion 16 is for clamping the machine sewing needle 11 into a holder of a sewing machine.
  • the holding portion 16 may be configured to hold and / or move the textile tool.
  • a transition section 17 is present between the working section 15 and the holding section 16, within which the diameter of the needle body widens toward the holding section 16.
  • the textile tool 10 has a thread recess 20 which is formed at the machine needle 11 by the needle eye 21.
  • the thread recess 20 passes through the textile tool 10 in the embodiment in a passage direction D radially to the longitudinal axis L completely. Viewed in a circumferential direction U about the passage direction D, the thread recess 20 and, according to the example, the needle eye 21 are completely closed.
  • the thread recess 20 is arranged in the longitudinal direction R parallel to the longitudinal axis L at a distance from the front end 12.
  • a thread groove 23 connects, which extends in the longitudinal direction R and at a distance from the needle tip 14 and the mouth of the needle eye 21 merges into the outer surface of the working portion 15.
  • the thread groove 23 serves to receive and guide a portion of a thread during sewing.
  • the textile tool 10 and, for example, the machine needle 11 has a tool core 30 made of a core material.
  • the core material for example, a metallic alloy, preferably a steel alloy can be used. It has been found that, for some applications, a textile tool 10 consisting of a core material is not adequately protected against wear, for example when the material through which a needle is pierced has abrasive filaments or requires high piercing or puncturing forces.
  • the tool core 30 is therefore provided with a wear protection layer 31 in the working section.
  • the wear protection layer 31 completely covers the tool core 30 in the working section 15.
  • the wear protection layer 31 may also be present at least partially in the transition section 17 or even in the end section 16.
  • the layer thickness of the wear protection layer 31 is reduced in the embodiment in the longitudinal direction R to the rear end 13 in the longitudinal direction R considered at different points of the textile tool 10 towards zero.
  • a carbon-containing layer such as a DLC layer
  • the DLC layer can be designed as a hydrogen-containing amorphous carbon layer (a-C: H).
  • Other wear protection layers 31, such as carbidic or nitridic layers may also be used.
  • the wear-resistant layer 31 may be a titanium carbide layer, an aluminum titanium nitride layer, a titanium carbonitride layer or, alternatively, an aluminum oxide layer or the like.
  • the wear protection layer may be applied in a physical or chemical process, such as a PVD process, a CVD process, or a PACVD process.
  • the wear protection layer 31 is, for example, electrically insulating.
  • the layer thickness of the wear protection layer 31 is measured at right angles to the surface of the tool core 30.
  • the wear protection layer 31 In a front end region 15a of the working section 15, which adjoins directly to the front end 12, the wear protection layer 31 has a first layer thickness d1.
  • the wear protection layer 31 In the area between the thread recess 20 and the transition section 17 or the holding section 16, the wear protection layer 31 has a second layer thickness d2.
  • the wear protection layer 31 Within the thread recess 20 or the needle eye 21, the wear protection layer 31 has a third layer thickness d3.
  • the first layer thickness d1 is greater than the second layer thickness d2 and the third layer thickness d3.
  • the third layer thickness d3 is smaller than the first layer thickness d1 and as the second layer thickness d2.
  • the wear protection layer 31 Within the thread recess 20, the wear protection layer 31 has the lowest layer thickness occurring in the working section 15.
  • the second Layer thickness d2 about 1.0 microns.
  • the first layer thickness d1 is approximately 3.0 ⁇ m.
  • the third layer thickness d3 is approximately 0.5 ⁇ m.
  • the wear protection layer 31 is covered at least in the region of the thread recess 20 within the working section 15 with a cover layer 32.
  • the cover layer 32 has a lighter color than the wear protection layer 31.
  • the cover layer 32 covers the wear protection layer 31 within the thread recess 20 and at least in a region adjacent to the thread recess 20 from.
  • the cover layer 32 can completely cover the wear protection layer 31 in the working section 15 outside the front end area 15a. It is also possible that the cover layer 32 at least partially covers the wear-resistant layer 31 outside the working section 15, for example in the transition section 17 and / or in the holding section 16.
  • a cover layer 32 for example, a metallic layer, such as a chromium layer can be applied.
  • the application of the cover layer 32 takes place, for example, by a sputtering method ("sputtering").
  • the wear protection layer 31 is free of the cover layer 32.
  • the cover layer 32 is present between the thread recess 20 and the front end 12 only outside the front end region 15a.
  • the front end portion 15a terminates at the Maschinenennähnadel 11 approximately at the location between the Nadelschreib 21 and the needle tip 14 at which the Maschinenennähnadel 11 has reached its maximum dimension perpendicular to the longitudinal axis L.
  • the front end portion 15a extends between the needle tip 14 and a radial plane through the longitudinal axis L disposed at the location is, on which the thread groove 23 merges into the outer surface of the working portion 15 of the Maschinenennähnadel 11.
  • the layer thickness of the wear protection layer 31 in the longitudinal direction R The layer thickness of the cover layer 32 varies in the longitudinal direction R. Within the thread recess 20 and in the area around the thread recess 20 around the cover layer 32 has a minimum layer thickness which is greater than that Roughness of the wear protection layer 31.
  • the minimum layer thickness of the cover layer 32 is, for example, 0.02 ⁇ m.
  • the cover layer 32 Within the thread recess 20, the cover layer 32 has a layer thickness of about 0.1 microns. In the working section 15 outside the thread recess 20, the layer thickness of the cover layer 32 is greater and is about 0.3 microns. In the front end portion 15 a no cover layer 32 is present.
  • the textile tool 10 and, by way of example, the machine needle 11 can be manufactured as follows:
  • the tool core 30 is made of the core material. Subsequently, the textile tool 10 is arranged with the holding portion 16 in a holder and coated in a physical or chemical coating process with the wear protection layer 31. Subsequently, the textile tool 10 is coated with the cover layer 32, which is applied to the wear protection layer 31.
  • the roughness of the surface in the front end portion 15a is reduced by a polishing method or another suitable method.
  • the piercing force in a textile can be reduced in the machine needle 11.
  • the layer thickness of the wear protection layer 31 and the cover layer 32 are so small within the thread recess 20 that they are removed when using the textile tool 10 through the thread passing through the thread recess 20 thread.
  • the cover layer 32 is removed by the mechanical friction. This happens already after a short period of use. Therefore, in the absence of cover layer 32 within the thread recess 20 can be immediately recognized that the textile tool 10 has already been used.
  • the wear protection layer 31, which is very thin within the thread recess 20 is also mechanically removed by friction with the thread. If no wear protection layer 31 is present within the thread recess 20, it can be recognized that the textile tool 10 has already been used for a long time.
  • the invention relates to a textile tool 10, for example a machine needle 11 having a working portion 15 and a holding portion 16.
  • the textile tool 10 has a thread recess 20 for receiving a thread.
  • the textile tool 10 has a tool core 30 made of a core material.
  • the textile tool 10 is coated with a wear protection layer 31 that is different from the core material of the tool core 30.
  • the wear-resistant layer 31 is provided in the region of the thread recess 20 with a covering layer 32 which is lighter in relation to the wear-resistant layer 31.
  • the cover layer 32 is present within the thread recess 20 and adjacent to the thread recess 20.
  • a front end portion 15 a which adjoins a front end 12 of the textile tool 10, remains free of the cover layer 32.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Textilwerkzeug mit einem Arbeitsabschnitt, indem das Textilwerkzeug eine Fadenaussparung zur Aufnahme eines Fadens aufweist, und mit einem Halteabschnitt zum Halten und/oder Bewegen des Textilwerkzeugs in einer Textilmaschine. Der Halteabschnitt kann beispielsweise zum Befestigen und/oder Bewegen des Textilwerkzeugs in einer Textilmaschine dienen. Die Erfindung betrifft auch die Verwendung des Textilwerkzeugs sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung.
  • Als Textilwerkzeuge kommen beispielsweise Maschinennadeln, wie Maschinennähnadeln, Maschinenstricknadeln, Maschinentuftingnadeln usw. in Betracht. Solche Nadeln sind starken Beanspruchungen ausgesetzt. Beispielsweise unterliegt eine Maschinenstricknadel beim Stricken von technischen Textilien mit abrasiven Garnen einem hohen Verschleiß. Bei Nähnadeln und/oder Tuftingnadeln kann auch ein hoher Verschleiß durch festes oder abrasives Material entstehen, durch das die Nadel beim Textilherstellungsprozess gestochen wird.
  • DE 101 26 118 A1 beschreibt ein Verschleißteil mit einem Basis- oder Kernmaterial, das mit einer dünnen Verschleißschutzschicht versehen ist. Zwischen der Verschleißschutzschicht und dem Kernmaterial kann optional eine Vermittlerschicht vorhanden sein. Bei der Verschleißschutzschicht handelt es sich beispielsweise um eine DLC-Schicht. Auf die Verschleißschutzschicht kann außerdem eine Deckschicht aufgebracht werden. Das Verschleißteil kann auch ein fadenführendes Element sein.
  • EP 0 844 469 A1 beschreibt eine Nähnadel, die mit einer amorphen Kohlenwasserstoffschicht beschichtet werden kann. Auf die amorphe Kohlenwasserstoffschicht kann eine Goldschicht aufgebracht werden.
  • Die Nadel gemäß CN 2007 40 634 Y weist einen Schaftabschnitt und einen Nadelabschnitt auf. Die Nadel weist eine harte Chromschicht und eine titanbeschichtete Goldschicht auf dem Nadelabschnitt auf.
  • US 5 546 770 A offenbart eine Nadel mit einer Kohlenstoffschicht, deren Dicke an dem Schaft der Nadel in Richtung zu dem Haken der Nadel zunimmt.
  • Ausgehend hiervon kann es als Aufgabe der vorliegenden Erfindung angesehen werden, ein verbessertes verschleißoptimiertes Textilwerkzeug mit einer Fadenaussparung zur Aufnahme eines Fadens bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Textilwerkzeug mit den Merkmalen des Patentanspruches 1, ein Verwendungsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 14, sowie ein Herstellungsverfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 15 gelöst.
  • Das Textilwerkzeug gemäß der vorliegenden Erfindung hat einen Halteabschnitt zum Halten und/oder Bewegen des Textilwerkzeugs in einer Textilmaschine. Der Halteabschnitt beispielsweise auch zur Bewegung des Textilwerkzeugs beim Betreiben der Textilmaschine verwendet werden. Das Textilwerkzeug weist außerdem einen Arbeitsabschnitt mit einer Fadenaussparung auf. In die Fadenaussparung wird ein zu verarbeitender Faden eingelegt oder eingefädelt. Vorzugsweise ist die Fadenaussparung ringförmig geschlossen und weist auf entgegengesetzten Seiten jeweils eine Mündung oder Öffnung auf.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Textilwerkzeug kann es sich beispielsweise um eine Maschinenstricknadel, eine Maschinennähnadel oder eine Maschinentuftingnadel handeln. Bei der Maschinenstricknadel kann die Fadenaussparung durch ein Durchgangsloch (beispielsweise bei einer Lochnadel) oder durch den mittels eines bewegbaren Elements (beispielsweise Zunge oder Schieber) verschließbaren Hakeninnenbereich gebildet sein. Bei einer Maschinennähnadel oder einer Maschinentuftingnadel ist die Fadenaussparung durch das betreffende Nadelöhr gebildet.
  • Das Textilwerkzeug hat einen Werkzeugkern aus einem Kernmaterial. Als Kernmaterial kann beispielsweise ein metallisches Material bzw. eine metallische Legierung verwendet werden. Bei einem Ausführungsbeispiel wird als Kernmaterial eine Stahllegierung verwendet.
  • Im Arbeitsabschnitt mit der Fadenaussparung wird eine Verschleißschutzschicht auf den Werkzeugkern aufgebracht. Die Verschleißschutzschicht besteht aus einem von dem Kernmaterial verschiedenen Material. Die Härte der Verschleißschutzschicht ist vorzugsweise größer als die des Kernmaterials. Die Verschleißschutzschicht deckt den Werkzeugkern im Arbeitsabschnitt bei einem noch unbenutzten Textilwerkzeug vollständig ab. Sie ist insbesondere in einem vorderen Endabschnitt zwischen einem vorderen Ende und der Fadenaussparung sowie im Bereich der Fadenaussparung des Arbeitsabschnitts vorhanden. Die Verschleißschutzschicht besteht aus einem vom Kernmaterial verschiedenen Material und kann beispielsweise durch eine Aluminiumoxidschicht, eine Kohlenstoffschicht, eine DLC-Schicht, eine carbidische Schicht, wie etwa eine Titankarbidschicht (TiC) oder eine nitridische Schicht, wie etwa eine Aluminiumtitannitridschicht (AlTiN) oder eine Titancarbonnitridschicht (TiCN) gebildet sein. Bei der DLC-Schicht kann es sich beispielsweise um eine wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschicht (a-C:H) handeln.
  • Auf der Verschleißschutzschicht befindet sich zumindest teilweise eine hellere Deckschicht. Die Deckschicht ist zumindest im Bereich der Fadenaussparung innerhalb des Arbeitsabschnitts des Textilwerkzeuges vorhanden. Die Deckschicht deckt das Innere der Fadenaussparung und den sich an den Rand der Fadenaussparung unmittelbar anschließenden Außenflächenbereich des Arbeitsabschnitts ab. Durch das Aufbringen einer helleren Deckschicht im Bereich der Fadenaussparung wird das Einlegen oder Einfädeln eines Fadens in die Fadenaussparung erleichtert. Häufig ist die Fadenaussparung, beispielsweise ein Nadelöhr, gegenüber der Stärke eines Fadens oder Garns verhältnismäßig klein, so dass das Einfädeln des Fadens schwierig ist. Durch das Beschichten der Verschleißschutzschicht mit einer Deckschicht in und an der Fadenaussparung wird das Einfädeln erleichtert. Die hellere Deckschicht erleichtert das optische Erkennen der Fadenaussparung bzw. deren Begrenzung.
  • Außerdem kann die Oberfläche von mit der Deckschicht versehenen Bereichen eine geringere Rauheit aufweisen als die Oberfläche der Verschleißschutzschicht, so dass das Einlegen oder Einfädeln eines Fadens in die Fadenaussparung vereinfacht ist.
  • Die Verschleißschutzschicht kann durch Abscheidung auf den Werkzeugkern aufgebracht werden, beispielsweise durch ein physikalisches oder chemisches Verfahren, wie ein PVD-Verfahren, ein CVD-Verfahren oder ein PACVD-Verfahren.
  • Auf die Verschleißschutzschicht wird die Deckschicht ebenfalls durch ein physikalisches oder chemisches Verfahren aufgebracht, beispielsweise durch ein Zerstäubungsverfahren ("Sputtern").
  • Vorzugsweise schließt sich der Arbeitsabschnitt des Textilwerkzeugs unmittelbar an ein vorderes Ende des Textilwerkzeugs an. Es ist vorteilhaft, wenn ein vorderer Endbereich des Arbeitsabschnitts im Anschluss an das vordere Ende des Textilwerkzeugs frei ist von der Deckschicht. Die Deckschicht kann beispielsweise nach dem Aufbringen auf die Verschleißschutzschicht im vorderen Endbereich wieder entfernt werden, beispielsweise durch ein mechanisches Verfahren, wie etwa Polieren. Dieser vordere Endbereich ist beispielsweise bei einer Maschinennähnadel oder Maschinentuftingnadel besonders hohem Verschleiß beim Durchstechen eines Textilmaterials ausgesetzt, so dass die Deckschicht durch das Textilmaterial abgerieben werden würde und Partikel der Deckschicht im Textilmaterial verbleiben würden, Das wird durch das Weglassen oder Entfernen der Deckschicht im vorderen Endbereich vermieden.
  • Der vordere Endbereich des Arbeitsabschnitts kann eine geringere Rauheit aufweisen als der übrige Bereich des Arbeitsabschnitts. Diese geringere Rauheit kann beispielsweise durch Polieren erreicht werden. Durch das Reduzieren der Rauheit des vorderen Endbereichs kann beispielsweise die Einstechkraft einer Maschinennadel (Nähnadel oder Tuftingnadel) reduziert werden. Durch das Reduzieren der Rauheit (beispielsweise Polieren) kann auch die nach dem Beschichten des Arbeitsabschnitts vorhandene Deckschicht entfernt werden.
  • Es ist außerdem von Vorteil, wenn die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht in einer Längsrichtung variiert. Die Dicke der Verschleißschutzschicht kann beispielsweise im vorderen Endbereich größer sein als in einem in Längsrichtung dem vorderen Endbereich entgegengesetzten hinteren Bereich des Arbeitsabschnitts oder als im Halteabschnitt. Es ist auch bevorzugt, wenn zumindest ein Teil des Halteabschnitts frei ist von der Verschleißschutzschicht und der Deckschicht.
  • Die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht und/oder der Deckschicht ist innerhalb der Fadenaussparung kleiner als außerhalb der Fadenaussparung. Dadurch verändert sich die Abmessung der Fadenaussparung durch das Beschichten weniger stark. Die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht und/oder der Deckschicht innerhalb der Fadenaussparung kann ausreichend klein gewählt werden, so dass sich die Deckschicht und/oder die Verschleißschutzschicht im Bereich Fadenaussparung während des Betriebs des Textilwerkzeugs mechanisch abreibt. Dadurch kann der Verschleiß des Textilwerkzeugs optisch erkennbar gemacht werden. Zunächst wird beispielsweise beim Verwenden des Textilwerkzeuges die Deckschicht durch den die Fadenaussparung durchlaufenden Faden entfernt, so dass dadurch erkennbar ist, dass es sich um ein gebrauchtes Textilwerkzeug handelt. Dabei kann die Deckschicht schon nach kürzester Betriebsdauer innerhalb der Fadenaussparung entfernt sein. Bei fortgesetzter Verwendung wird auch die Verschleißschutzschicht entfernt, so dass der Werkzeugkern sichtbar wird. Der fortgeschrittene Verschleiß kann somit ebenfalls optisch erkannt werden.
  • Im Bereich des Fadenauges hat die Verschleißschutzschicht vorzugsweise eine Schichtdicke von 0,3 µm bis 0,8 µm und beispielsweise etwa 0,5 µm. Im Bereich der Fadenaussparung hat die Deckschicht vorzugsweise eine Schichtdicke von weniger als 0,1 µm und beispielsweise eine Schichtdicke von 0,02 µm bis 0,08 µm.
  • Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel beträgt die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht innerhalb des Arbeitsabschnitts und außerhalb der Fadenaussparung mindestens 1,0 µm und/oder maximal 5,0 µm.
  • Es ist bevorzugt, wenn die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht innerhalb des vorderen Endabschnitts am größten ist.
  • Die Schichtdicke der Deckschicht beträgt innerhalb des Bereichs, in der sie im Arbeitsabschnitt des Textilwerkzeugs aufgebracht ist, mindestens 0,02 µm und/oder maximal 0,3 µm.
  • Bei der Deckschicht kann es sich um eine metallische Schicht handeln, beispielsweise um eine Chromschicht.
  • Vorteilhafte Ausführungen des Textilwerkzeugs und des Verfahrens ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
  • Figur 1 ein Ausführungsbeispiel eines Textilwerkzeugs in einer perspektivischen Ansicht,
  • Figur 2 das Textilwerkzeug aus Figur 1 in einem Längsschnitt.
  • In den Zeichnungen ist ein Textilwerkzeug 10 veranschaulicht, das beim Ausführungsbeispiel als Maschinennähnadel 11 ausgeführt ist. Das Textilwerkzeug könnte auch durch eine Maschinenstricknadel oder eine Maschinentuftingnadel oder dergleichen gebildet sein.
  • Das Textilwerkzeug 10 erstreckt sich in einer Längsrichtung R entlang einer Längsachse L von einem vorderen Ende 12 zu einem hinteren Ende 13. Das vordere Ende 12 ist bei der Maschinennähnadel 11 durch die Nadelspitze 14 gebildet.
  • An das vordere Ende 12 schließt sich ein Arbeitsabschnitt 15 an. An das hintere Ende 13 schließt sich ein Halteabschnitt 16 an. Bei der Maschinennähnadel 11 dient der Halteabschnitt 16 zum Einspannen der Maschinennähnadel 11 in eine Halterung einer Nähmaschine. Bei anderen Textilwerkzeugen 10 kann der Halteabschnitt 16 zum Halten und/oder Bewegen des Textilwerkzeugs eingerichtet sein. Beim Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Arbeitsabschnitt 15 und dem Halteabschnitt 16 ein Übergangsabschnitt 17 vorhanden, innerhalb dem sich der Durchmesser des Nadelkörpers zum Halteabschnitt 16 hin erweitert.
  • Im Arbeitsabschnitt 15 hat das Textilwerkzeug 10 eine Fadenaussparung 20, die bei der Maschinennähnadel 11 durch das Nadelöhr 21 gebildet ist. Die Fadenaussparung 20 durchsetzt das Textilwerkzeug 10 beim Ausführungsbeispiel in einer Durchgangsrichtung D radial zur Längsachse L vollständig. In einer Umfangsrichtung U um die Durchgangsrichtung D betrachtet ist die Fadenaussparung 20 und beispielsgemäß das Nadelöhr 21 vollständig geschlossen. Die Fadenaussparung 20 ist in Längsrichtung R parallel zur Längsachse L mit Abstand zum vorderen Ende 12 angeordnet.
  • An eine Mündung des Nadelöhrs 21 auf einer Vorderseite 22 der Maschinennähnadel 11 schließt sich eine Fadenrinne 23 an, die sich in Längsrichtung R erstreckt und mit Abstand zur Nadelspitze 14 und zur Mündung des Nadelöhrs 21 in die Außenfläche des Arbeitsabschnitts 15 übergeht. Die Fadenrinne 23 dient zur Aufnahme und Führung eines Abschnitts eines Fadens beim Nähen.
  • Das Textilwerkzeug 10 und beispielsgemäß die Maschinennähnadel 11 hat einen Werkzeugkern 30, der aus einem Kernmaterial besteht. Als Kernmaterial kann beispielsweise eine metallische Legierung, vorzugsweise eine Stahllegierung verwendet werden. Es hat sich gezeigt, dass für einige Anwendungen ein Textilwerkzeug 10 bestehend aus einem Kernmaterial nicht ausreichend gegen Verschleiß geschützt ist, beispielsweise wenn das Material, durch das eine Nadel gestochen wird, abrasive Fäden aufweist oder hohe Ein- bzw. Durchstechkräfte erfordert. Beim Ausführungsbeispiel ist der Werkzeugkern 30 daher im Arbeitsabschnitt mit einer Verschleißschutzschicht 31 versehen. Die Verschleißschutzschicht 31 überdeckt den Werkzeugkern 30 im Arbeitsabschnitt 15 vollständig. Beim Ausführungsbeispiel kann die Verschleißschutzschicht 31 zumindest teilweise auch im Übergangsabschnitt 17 oder auch noch im Endabschnitt 16 vorhanden sein.
  • Die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht 31 ist in Längsrichtung R betrachtet an unterschiedlichen Stellen des Textilwerkzeugs 10 unterschiedlich groß, beispielsgemäß auch innerhalb des Arbeitsabschnitts 15. Innerhalb des Übergangsabschnitts 17 oder des Endabschnitts 16 reduziert sich die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht 31 beim Ausführungsbeispiel in Längsrichtung R zum hinteren Ende 13 hin kontinuierlich zu Null.
  • Als Verschleißschutzschicht kann beispielsweise eine kohlenstoffhaltige Schicht, wie etwa eine DLC-Schicht verwendet werden. Die DLC-Schicht kann als wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschicht (a-C:H) ausgeführt sein. Auch andere Verschleißschutzschichten 31, wie etwa carbidische oder nitridische Schichten können verwendet werden. Beispielsweise kann die Verschleißschutzschicht 31 eine Titancarbidschicht, eine Aluminiumtitannitridschicht, eine Titancarbonnitridschicht oder alternativ auch eine Aluminiumoxidschicht oder dergleichen sein. Die Verschleißschutzschicht kann in einem physikalischen oder chemischen Verfahren, wie etwa einem PVD-Verfahren, einem CVD-Verfahren oder einem PACVD-Verfahren aufgebracht werden. Die Verschleißschutzschicht 31 ist beispielsgemäß elektrisch isolierend.
  • Die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht 31 wird rechtwinklig zur Oberfläche des Werkzeugkerns 30 gemessen. In einem vorderen Endbereich 15a des Arbeitsabschnitts 15, der sich unmittelbar an das vordere Ende 12 anschließt, hat die Verschleißschutzschicht 31 eine erste Schichtdicke d1. Im Bereich zwischen der Fadenaussparung 20 und dem Übergangsabschnitt 17 bzw. dem Halteabschnitt 16 hat die Verschleißschutzschicht 31 eine zweite Schichtdicke d2. Innerhalb der Fadenaussparung 20 bzw. des Nadelöhrs 21 hat die Verschleißschutzschicht 31 eine dritte Schichtdicke d3. Die erste Schichtdicke d1 ist größer als die zweite Schichtdicke d2 und als die dritte Schichtdicke d3. Die dritte Schichtdicke d3 ist kleiner als die erste Schichtdicke d1 und als die zweite Schichtdicke d2. Innerhalb der Fadenaussparung 20 hat die Verschleißschutzschicht 31 die geringste im Arbeitsabschnitt 15 auftretende Schichtdicke.
  • Beim Ausführungsbeispiel beträgt die zweite Schichtdicke d2 etwa 1,0 µm. Die erste Schichtdicke d1 beträgt ungefähr 3,0 µm. Die dritte Schichtdicke d3 beträgt ungefähr 0,5 µm.
  • Die Verschleißschutzschicht 31 wird zumindest im Bereich der Fadenaussparung 20 innerhalb des Arbeitsabschnitts 15 mit einer Deckschicht 32 abgedeckt. Die Deckschicht 32 hat eine hellere Farbe als die Verschleißschutzschicht 31. Die Deckschicht 32 deckt die Verschleißschutzschicht 31 innerhalb der Fadenaussparung 20 sowie zumindest in einem Bereich angrenzend an die Fadenaussparung 20 ab. Die Deckschicht 32 kann die Verschleißschutzschicht 31 im Arbeitsabschnitt 15 außerhalb des vorderen Endbereichs 15a vollständig abdecken. Es ist auch möglich, dass die Deckschicht 32 die Verschleißschutzschicht 31 außerhalb des Arbeitsabschnitts 15, beispielsweise im Übergangsabschnitt 17 und/oder im Halteabschnitt 16 zumindest teilweise abdeckt.
  • Als Deckschicht 32 kann beispielsweise eine metallische Schicht, wie etwa eine Chromschicht aufgebracht werden. Das Aufbringen der Deckschicht 32 erfolgt beispielsweise durch ein Zerstäubungsverfahren ("Sputtern").
  • Im vorderen Endbereich 15a unmittelbar im Anschluss an das vordere Ende 12 ist die Verschleißschutzschicht 31 frei von der Deckschicht 32. Die Deckschicht 32 ist zwischen der Fadenaussparung 20 und dem vorderen Ende 12 lediglich außerhalb des vorderen Endbereichs 15a vorhanden. Der vordere Endbereich 15a endet bei der Maschinennähnadel 11 in etwa an der Stelle zwischen dem Nadelöhr 21 und der Nadelspitze 14, an dem die Maschinennähnadel 11 rechtwinklig zur Längsachse L ihre größte Abmessung erreicht hat. Beim Ausführungsbeispiel erstreckt sich der vordere Endbereich 15a zwischen der Nadelspitze 14 und einer Radialebene durch die Längsachse L, die an der Stelle angeordnet ist, an der die Fadenrinne 23 in die Außenfläche des Arbeitsabschnitts 15 der Maschinennähnadel 11 übergeht.
  • Wie vorstehend erläutert, ändert sich die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht 31 in Längsrichtung R. Auch die Schichtdicke der Deckschicht 32 variiert in Längsrichtung R. Innerhalb der Fadenaussparung 20 und im Bereich um die Fadenaussparung 20 herum hat die Deckschicht 32 eine Mindestschichtdicke, die größer ist als die Rauheit der Verschleißschutzschicht 31. Die Mindestschichtdicke der Deckschicht 32 beträgt beispielsgemäß 0,02 µm. Innerhalb der Fadenaussparung 20 hat die Deckschicht 32 eine Schichtdicke von etwa 0,1 µm. Im Arbeitsabschnitt 15 außerhalb der Fadenaussparung 20 ist die Schichtdicke der Deckschicht 32 größer und beträgt etwa 0,3 µm. Im vorderen Endbereich 15a ist keine Deckschicht 32 vorhanden.
  • Das Textilwerkzeug 10 und beispielsgemäß die Maschinennähnadel 11 kann wie folgt hergestellt werden:
  • Zunächst wird der Werkzeugkern 30 aus dem Kernmaterial hergestellt. Anschließend wird das Textilwerkzeug 10 mit dem Halteabschnitt 16 in eine Halterung angeordnet und in einem physikalischen oder chemischen Beschichtungsverfahren mit der Verschleißschutzschicht 31 beschichtet. Anschließend wird das Textilwerkzeug 10 mit der Deckschicht 32 beschichtet, die auf die Verschleißschutzschicht 31 aufgebracht wird.
  • Im Anschluss wird die Rauheit der Oberfläche im vorderen Endbereich 15a durch ein Polierverfahren oder ein anderes geeignetes Verfahren reduziert. Dadurch kann bei der Maschinennähnadel 11 die Einstechkraft in ein Textil verringert werden. Zur bzw. bei der Verringerung der Rauheit im vorderen Endbereich 15a wird beispielsgemäß die Deckschicht 32 wieder entfernt. Im vorderen Endbereich 15a des Arbeitsabschnitts 15 ist daher die gegenüber der Deckschicht 32 dunklere Verschleißschutzschicht sichtbar.
  • Die Schichtdicke der Verschleißschutzschicht 31 und der Deckschicht 32 sind innerhalb der Fadenaussparung 20 derart gering, dass sie beim Verwenden des Textilwerkzeugs 10 durch den durch die Fadenaussparung 20 hindurchlaufenden Faden entfernt werden. Zunächst wird dabei die Deckschicht 32 durch die mechanische Reibung entfernt. Dies geschieht bereits nach kurzer Benutzungsdauer. Daher kann bei fehlender Deckschicht 32 innerhalb der Fadenaussparung 20 sofort erkannt werden, dass das Textilwerkzeug 10 bereits benutzt wurde. Bei fortgesetzter Benutzungsdauer wird auch die innerhalb der Fadenaussparung 20 sehr dünne Verschleißschutzschicht 31 mechanisch durch Reibung mit dem Faden entfernt. Ist innerhalb der Fadenaussparung 20 auch keine Verschleißschutzschicht 31 mehr vorhanden, kann dadurch erkannt werden, dass das Textilwerkzeug 10 bereits längere Zeit verwendet wurde. Somit lassen sich neue, unbenutzte Textilwerkzeuge (Deckschicht 32 innerhalb der Fadenaussparung 20 vorhanden) von Textilwerkzeugen 10 mit kurzer Einsatzdauer (Deckschicht 32 in der Fadenaussparung 20 entfernt, Verschleißschutzschicht 31 in der Fadenaussparung 20 vorhanden) und von bereits länger in Gebrauch befindlichen Textilwerkzeugen 10 (weder Deckschicht 32, noch Verschleißschutzschicht 31 innerhalb der Fadenaussparung 20 vorhanden) optisch unterscheiden.
  • Die Erfindung betrifft ein Textilwerkzeug 10, beispielsweise eine Maschinennähnadel 11 mit einem Arbeitsabschnitt 15 und einem Halteabschnitt 16. Im Arbeitsabschnitt 15 weist das Textilwerkzeug 10 eine Fadenaussparung 20 zur Aufnahme eines Fadens auf. Das Textilwerkzeug 10 hat einen Werkzeugkern 30 aus einem Kernmaterial. Im Arbeitsabschnitt 15 ist das Textilwerkzeug 10 mit einer Verschleißschutzschicht 31 beschichtet, die sich vom Kernmaterial des Werkzeugkerns 30 unterscheidet. Die Verschleißschutzschicht 31 ist im Bereich der Fadenaussparung 20 mit einer gegenüber der Verschleißschutzschicht 31 helleren Deckschicht 32 versehen. Die Deckschicht 32 ist innerhalb der Fadenaussparung 20 und angrenzend an die Fadenaussparung 20 vorhanden. Vorzugsweise bleibt ein vorderer Endbereich 15a, der sich an ein vorderes Ende 12 des Textilwerkzeugs 10 anschließt, frei von der Deckschicht 32.
    • Bezugszeichenliste:
    • 10
    Textilwerkzeug
    11
    Maschinennähnadel
    12
    vorderes Ende
    13
    hinteres Ende
    14
    Nadelspitze
    15
    Arbeitsabschnitt
    15a
    vorderer Endbereich
    16
    Halteabschnitt
    17
    Übergangsabschnitt
    20
    Fadenaussparung
    21
    Nadelöhr
    22
    Vorderseite
    23
    Fadenrinne
    30
    Werkzeugkern
    31
    Verschleißschutzschicht
    32
    Deckschicht
    D
    Durchgangsrichtung
    d1
    erste Schichtdicke
    d2
    zweite Schichtdicke
    d3
    dritte Schichtdicke
    L
    Längsachse
    R
    Längsrichtung
    U
    Umfangsrichtung

Claims (16)

  1. Unbenutztes Textilwerkzeug (10), das einen Arbeitsabschnitt (15) mit einer Fadenaussparung (20) zur Aufnahme eines Fadens und einen Halteabschnitt (16) zum Halten und/oder Bewegen in einer Textilmaschine aufweist,
    mit einem Werkzeugkern (30), der aus einem Kernmaterial besteht,
    mit einer im Arbeitsabschnitt (15) des Textilwerkzeugs (10) auf den Werkzeugkern (30) aufgebrachten Verschleißschutzschicht (31),
    und mit einer gegenüber der Verschleißschutzschicht (31) helleren Deckschicht (32), die zumindest im Bereich der Fadenaussparung (20) auf der Verschleißschutzschicht (31) vorhanden ist
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (d3) der Verschleißschutzschicht (31) und/oder die Schichtdicke der Deckschicht (32) innerhalb der Fadenaussparung (20) kleiner ist als außerhalb der Fadenaussparung (20) .
  2. Textilwerkzeug nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass sich der Arbeitsabschnitt (15) an ein vorderes Ende (12) des Textilwerkzeugs (10) anschließt.
  3. Textilwerkzeug nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein vorderer Endbereich (15a) des Arbeitsabschnitts (15) frei ist von der Deckschicht (32).
  4. Textilwerkzeug nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass der vordere Endbereich (15a) des Arbeitsabschnitts (15) eine geringere Rauheit aufweist als der übrige Bereich des Arbeitsabschnitts (15).
  5. Textilwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (d1, d2, d3) der Verschleißschutzschicht (31) in einer Längsrichtung (R) des Textilwerkzeugs (10) variiert.
  6. Textilwerkzeug nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (d1) der Verschleißschutzschicht (31) an einem vorderen Endbereich (15a) des Arbeitsabschnitts (15) größer ist als außerhalb des vorderen Endbereichs (15a).
  7. Textilwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil des Halteabschnitts (16) frei ist von der Verschleißschutzschicht (31) und der Deckschicht (32).
  8. Textilwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (d2) der Verschleißschutzschicht (31) innerhalb des Arbeitsabschnitt (15) und außerhalb der Fadenaussparung (20) mindestens 1,0 µm beträgt.
  9. Textilwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (d1, d2, d3) der Verschleißschutzschicht (31) innerhalb des Arbeitsabschnitt (15) maximal 5,0 µm beträgt.
  10. Textilwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Deckschicht (32) im Bereich der Fadenaussparung (20) mindestens 0,02 µm beträgt.
  11. Textilwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke der Deckschicht (32) maximal 0,3 µm beträgt.
  12. Textilwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißschutzschicht (31) eine DLC-Schicht oder eine carbidische Schicht oder eine nitridische Schicht ist.
  13. Textilwerkzeug nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (32) eine metallische Schicht ist.
  14. Verwenden eines Textilwerkzeugs nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit folgenden Schritten:
    - Anordnen des Textilwerkzeugs (10) in einer Textilmaschine,
    - Einlegen oder Einfädeln eines Fadens in die Fadenaussparung (20),
    - Betreiben der Textilmaschine wobei die Deckschicht (32) innerhalb der Fadenaussparung (20) mechanisch entfernt wird.
  15. Verfahren zur Herstellung eines Textilwerkzeugs (10) mit einem Arbeitsabschnitt (15), der eine Fadenaussparung (20) zur Aufnahme eines Fadens und einen Halteabschnitt (16) zum Halten und/oder Bewegen des Textilwerkzeugs (10) in einer Textilmaschine aufweist, mit folgenden Schritten:
    - Herstellen eines Werkzeugkerns (30) aus einem Kernmaterial mit einer Fadenaussparung (20) im Arbeitsabschnitt (15),
    - Aufbringen einer Verschleißschutzschicht (31) auf den Werkzeugkern (30) im Arbeitsabschnitt (15) des Textilwerkzeugs (10)
    - Aufbringen einer gegenüber der Verschleißschutzschicht (31) helleren Deckschicht (32) auf die Verschleißschutzschicht (31) zumindest im Bereich der Fadenaussparung (20),
    dadurch gekennzeichnet, dass die Schichtdicke (d3) der Verschleißschutzschicht (31) und/oder die Schichtdicke der Deckschicht (32) innerhalb der Fadenaussparung (20) kleiner ist als außerhalb der Fadenaussparung (20) .
  16. Verfahren nach Anspruch 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Deckschicht (32) in einem vorderen Endbereich (15a) des Arbeitsabschnitts (15) wieder entfernt wird.
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