Die richtige Nadel in der Produktion von Sitzmöbeln für Kraft- und Luftfahrzeuge, Schiffe und Züge

Fahrzeugsitze müssen vielfache Anforderungen erfüllen. In erster Linie sind Fahrzeugsitze sicherheitstechnische Produkte, bei denen Aspekte wie Flamm- und Lichtbeständigkeit, Dehnung des textilen Flächengebildes sowie Scher- und Scheuerfestigkeit eine maßgebliche Rolle spielen. Die sicherheitstechnische und funktionelle Qualität der Sitze steht deshalb bei der Fertigung an erster Stelle.

Typische Verarbeitungsprobleme

Sitzbezüge werden überwiegend aus schaumstoffkaschierten Gewebe- oder Maschenwaren genäht, wobei sich die Schaumstoffkaschierung in Festigkeit und in Materialhöhe (1-10mm) unterscheidet und sich genau wie die Ausrüstung entscheidend auf die spätere Vernähbarkeit auswirkt. Man spricht hier von Composites, da die Polstermaterialien der Sitze meist aus drei Lagen bestehen: Material der Warenoberseite, Schaumstoff und Wirkware als Warenunterseite.

Typische Nähprobleme bei der Autositzfertigung sind in erster Linie:

• Fehlstiche und Nadelbruch
• Thermische Schäden
• Materialbeschädigungen

Drei Ursachen für Fehlstiche bei der Verarbeitung von Fahrzeugsitzen:

Ursache für Nadelbruch in der Produktion von Fahrzeugsitzen:

Große Nadelauslenkung

Durch extrem dicke Materiallagenübergängen, z.B. beim Übernähen von Quernähten, wird die Nadel von ihrer korrekten, geraden Einstichbahn abgelenkt. Beim Kontakt der Nadelspitze mit dem Greifer oder anderen Maschinenteilen bricht die Nadel.

In der Sitzfertigung werden in der Regel keine hohen Nähgeschwindigkeiten eingesetzt. Der Schaumstoff, der auf die Materialunterseite kaschiert wird, lässt nur reduzierte Drehzahlen im Bereich 1.500 bis max. 3.500 Stichen/min. zu. Aber auch geschäumte Plastikschienen aus Polyurethan (PU) oder andere Materialien aus Kunststoff lassen sich nur mit verminderter Nähgeschwindigkeit beschädigungsfrei verarbeiten. Werden die Nähgeschwindigkeiten überschritten, treten thermische Schäden in Form von Nadelverklebungen und Zusammenkleben der Materiallagen auf. Die physikalischen Eigenschaften der Schaumstoff-Kunststoff-Materialien (Schmelzpunkt von ca. 170 – 235° C) geben die Nähgeschwindigkeit vor.

Die NIT-Beschichtung hält bei flammhemmend ausgerüsteten Stoffen länger als alle anderen auf dem Markt befindlichen Beschichtungen (z. B. Titannitrid). Beim Nähprozess wird durch die Verwendung beschichteter Nadeln allerdings NICHT die Nadeltemperatur reduziert, wie fälschlicherweise meist angenommen wird. Synthetische Materialien werden beim Überschreiten ihres Schmelzpunktes im Einstichlochbereich durch die Nadeltemperatur angeschmolzen, was zu Materialbeschädigungen führen kann. Die Nadel selbst bleibt jedoch frei von „Verklebungen“. Auch beim Einsatz einer beschichteten Nadel muss, um Materialbeschädigungen durch zu starke Reibung und damit hohe Nadeltemperaturen zu vermeiden, die Nadeldicke auf das Material abgestimmt und eventuell die Nähgeschwindigkeit reduziert werden.

Dabei ist zu beachten, dass die NIT-Nadel bei der Verarbeitung von hellen Materialien vor Eingabe der Nadeln in die Produktion unbedingt „abgenäht“ werden sollte. Das heißt, die äußere Schicht wird auf ca. 50 cm Nahtlänge an den Stichlochrändern abgestreift, und es werden „farbige“ Einstichpunkte erkennbar. Durch das Abnähen erhalten die Nadeln ein helleres Aussehen, das jedoch nicht zu einer Beeinträchtigung der Funktions- und Gebrauchstüchtigkeit führt.

In der Produktion von Fahrzeugsitzen sind Materialbeschädigungen ein häufig auftretendes Problem. Neben dem Einsatz zu hoher Nadeldicken in der Fertigung ist eine weitere Hauptursache für Beschädigungen der Einsatz ungeeigneter Nadelspitzenformen.

SCHMETZ bietet Ihnen zwei unterschiedliche Arten von Nadelspitzen an: Kugel- bzw. Rundspitzen und Schneidspitzen.

Folgende Kugel- bzw. Rundspitzen stehen für Sie zur Auswahl:

Hinweis: Nach jedem Schichtwechsel – oder in Abhängigkeit von der Beanspruchung auch in kürzeren Intervallen – empfehlen wir Ihnen das Auswechseln der Nadeln, um eine Materialbeschädigung durch defekte Nadelspitzen zu vermeiden.

Tipp: Wählt man die Nadel in SERV 7 -Ausführung eine Nadeldicke geringer als die Standard-Ausführung, so erhält man kleinere Einstichlöcher und damit weniger Materialbeschädigungen bei gleicher Nadelstabilität.

Anforderungen an Schneidwirkung und Nahtoptik

Im Bereich Fahrzeugsitze werden oft Verbundstoffe, z. B. kaschiertes Material zusammen mit Kunststoffprofilen, aber auch Leder verarbeitet. Hier bietet sich die Verwendung von Nadeln an, deren Spitzen Schneidkanten haben. Diese speziellen Nadeln durchdringen das Nähgut aufgrund ihres Schneidvermögens leichter bei geringerer Erwärmung der Nadel. SCHMETZ bietet eine große Auswahl verschiedener Schneidspitzen an. Die Bestimmung der optimalen Spitzenform ist abhängig von der Materialdicke, der Nahtart und -funktion und auch von der beabsichtigten Nahtoptik. Einstichloch und Nahtbild variieren, je nachdem, ob der Querschnitt der Schneide linsenförmig, rautenförmig oder dreieckig ist. Weiterhin spielt es eine Rolle, ob er quer, schräg oder in Nahtrichtung liegt.

Die Schneidspitzenformen LR, LL, S, P, PCL und PCR sind für alle Lederarten geeignet, die in der Herstellung von Fahrzeugsitzen verwendet werden. Der Hauptgrund für den Einsatz dieser Schneidspitzen ist die Erzielung einer bestimmten Nahtoptik.

Anwendung der Schneidspitzen LR, LL, S, P, PCL and PCR in der Verarbeitung von Fahrzeugsitzen:

• Diese Spitzenformen sind für alle Lederarten geeignet, die in der Herstellung von Fahrzeugsitzen verwendet werden.
• Die LR-Spitze wird verwendet, wenn eine dekorative Nahtoptik mit leicht nach links geneigten Stichen gewünscht wird. Eine Stichdichte bis zu 5 – 6 Stichen/cm ist möglich.
• Die LL-Spitze erzeugt eine Naht mit geraden Stichen, die leicht eingezogen sind. Die Naht ist resistenter als die mit einer S-Spitze, die Stiche aber nicht ganz so gleichmäßig. Eine Stichdichte von 5 – 6 Stichen/cm ist möglich.
• Die S-Spitze bewirkt eine sehr gerade Nahtlinie. Der Nähfaden wird in das Leder eingezogen. Die S-Spitze wird häufig zur Erstellung von Grobziernähten eingesetzt, wo mit dicken Nähfäden und großen Stichabständen gearbeitet wird. Aufgrund des Einschnitts in Nahtrichtung sollte eine Stichdichte von 3 – 4 Stichen/cm nicht unterschritten werden, um eine Perforation der Naht zu vermeiden.
• Die P-Spitze wird besonders für Nähte verwendet, die großen Belastungen ausgesetzt sind. Eine Stichdichte von 6-8 Stichen ist möglich.
• Die PCL- und PCR-Spitze sollten zum Schutz des Nähfadens gewählt werden, wenn festes, hartes Leder verarbeitet wird. Bei von links nach rechts eingefädelten Nadeln muss immer die PCL eingesetzt werden. Die PCR wird insbesondere als linke Nadel in einer Zweinadelmaschine eingesetzt.

Anwendung der Dreikantschneiden D, DH und SD1 in der Produktion von Fahrzeugsitzen:

• Nadeln mit Dreikantspitzen D und DH werden speziell bei Kombinationen von Leder, Textil oder synthetischen Materialien in Verbindung mit Plastikprofilen oder Pappmaterial besonders fester Qualität eingesetzt. Die Stichdichte sollte nicht mehr als 3-4 Stiche/cm betragen.
• Die Rundspitze mit kleiner Dreikantschneide SD1 ist für den Einsatz beim Vernähen von Materialkombinationen mit eher weichem Kunststoffmaterial geeignet. Es sind Stichabstände bis hin zu 6-8 Stichen/cm möglich.
• Die SD1 ist auch für das multidirektionale Nähen bei Leder geeignet, da die Stichlage in allen Nährichtungen gleich bleibt.
• Je härter und trockener das Leder ist, desto mehr Schneidwirkung ist erforderlich: SD1-Spitze mit ca. 10 % Schneidwirkung, DH-Spitze mit ca. 50 % Schneidwirkung, D-Spitze mit ca. 90 % Schneidwirkung.
• Dreikantspitzen bilden in der Regel einen sehr geraden Stich.

Tipp: Bei hohen Anforderungen an die Stabilität der Nadel empfehlen wir die SD1-Spitze in Verbindung mit dem SCHMETZ SERV 7-Design. Die Verstärkung im Schaftbereich wirkt Nadelbruch entgegen und die Höckerhohlkehle verhindert Fehlstiche.

Hinweis: Abhängig von der Materialstruktur und Anzahl der Lagen sollten bei der Verarbeitung von vorwiegend textilem Material Rund- bzw. Kugelspitzen verwendet werden. Schneidspitzen sind hauptsächlich für die Lederverarbeitung geeignet, zum Teil auch für die Verarbeitung von Materialkombinationen mit Kunststoff oder Pappe. Dabei ist allerdings zu beachten, dass die textilen Nähgutbestandteile durch die Schneidspitze beschädigt werden können. Für die optimale Auswahl sollte die Spitzenform individuell in Versuchen auf das vorliegende Material bzw. den Materialmix und die Verarbeitungstechnik abgestimmt werden.

Info: Spezielle Nadelsysteme 134-35 FL SERV 7 und 134-35 FK-E SERV 7 in der Fahrzeugindustrie

Für das im Bereich der Sitzfertigung meistgenutzte Nadelsystem 134-35 hält SCHMETZ eine spezielle Variante bereit: das Flachkolben-Programm. Es wird mit der Zusatzbezeichnung FL oder FK-E gekennzeichnet und ist eine SERV 7-Ausführung.

Der Nutzen der 134-35 FL SERV 7 und 134-35 FK-E SERV 7:

Durch den abgeflachten Kolben wird die Nadel immer in exakt der gleichen Position in der Nadelstange befestigt und kann nicht verdreht eingesetzt werden. Dadurch ist die geforderte Reproduzierbarkeit sicher gestellt und die Nähte werden in gleichbleibender Qualität gefertigt.