DE10056485B4

DE10056485B4 - Fadenbremsring

Info

Publication number: DE10056485B4
Application number: DE10056485A
Authority: DE
Inventors: Kurt Arne Gunnar Jacobsson; Per Ohlson
Original assignee: Iropa AG
Current assignee: Iropa AG
Priority date: 2000-11-15
Filing date: 2000-11-15
Publication date: 2013-11-28
Anticipated expiration: 2020-11-16
Also published as: DE10056485A1

Abstract

Fadenbremsring (R) für eine Fadenbremse, der die Form eines Kegelstumpfmantels und eine innere kontinuierliche Bremsfläche (1) aufweist, eine Stärke zwischen 0,05 mm und 0,5 mm hat, und aus einem flach vorgefertigten C-förmigen Streifen aus Stahl durch Verbinden der Streifenenden (4, 5) in einer Naht gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenbremsring (R) aus walzgehärtetem rostfreiem Stahl (S) besteht, und dass die Naht als Stoßnaht (W) ohne Zugabe von Schweißmaterial geschweißt ist.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fadenbremsring der im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Art.
In einer Fadenbremse mit kegelstumpfförmigem Fadenbremsring wird dieser koaxial mit seiner Innenfläche gegen eine meist gerundete Fadenabzugsfläche beispielsweise eines Speicherkörpers angedrückt. Zwischen der Innenfläche und der Fadenabzugsfläche entsteht ein Kontaktbereich, der als Bremszone genutzt wird. Der Faden ist in Windungen auf dem Speicherkörper bevorratet und wird aus den Windungen überkopf des Speicherkörpers und unter dem Bremsring abgezogen. Dabei passiert er den Kontaktbereich um gebremst zu werden, bzw. eine im Wesentlichen gleichmäßige Fadenspannung zu erhalten. Durch das Abziehen der Windungen entsteht eine Rotationsbewegung des abgezogenen Fadens, ähnlich der Bewegung eines Uhrzeigers. Bei dieser Umlaufbewegung wird der Bremsring mitwandernd verformt. Der Faden reibt am Bremsring. Der Speicherkörper und der Bremsring sind stationär angeordnet. Deshalb benötigt der Bremsring Flexibilität, gutes Federungsverhalten und hohe Verschleißfestigkeit unter der Reibbelastung durch das jeweilige Fadenmaterial und auch der Reibbelastung an der meist metallischen Abzugsfläche.
Bei dem aus US 5 546 994 A bekannten Fadenbremsring aus einem Metallblechstreifen erstreckt sich die Naht schräg gegenüber der Erzeugenden des Kegelstumpfes. Konventionelles Stahlblech mit einer auf konventionelle Weise gebildeten Naht führt zu einer die Gleichmäßigkeit der Elastizität des Bremsringes im Betrieb beeinträchtigenden Inhomogenität. Die konventionell gebildete Naht erfordert in den meisten Fällen eine aufwendige und kostenintensive Nachbearbeitung, um die erforderliche Glätte der Bremsfläche zu erzielen. Außerdem ist bei konventionellem Stahlblech die Verschleißfestigkeit an der Bremsfläche unbefriedigend. Im praktischen Einsatz kommt es frühzeitig zu unregelmäßigem Verschleiß, der sich durch ein unregelmäßiges Verschleißmuster an der Bremsfläche manifestiert.
Aus DE 198 46 221 A1 ist es bekannt, einen Fadenbremsring aus einer Folie einer Metalllegierung mit tellerrandförmiger Gestalt herzustellen, wobei in etwa radial verlaufende Schlitze biegsame Lamellen begrenzen. Nahe dem Außenrand und dem Innenrand ist jeweils eine in Umfangsrichtung geschlossene Ringzone vorgesehen. Mit der innenliegenden Ringzone wird der Fadenbremsring an das Abzugsende einer Speichertrommel axial angedrückt und dabei an der äußeren Ringzone axial abgestützt. Der Fadenbremsring wird beispielsweise durch Ätzen oder Laserschneiden geformt und unter Einwirkung von Druck und Temperatur in einer Form blasverformt. Alternativ könnte der Fadenbremsring auch aus einer Kunststofffolie hergestellt werden.
In DE 100 55 275 A1 mit älterem Zeitrang wird ein Verfahren zum Herstellen eines Endlos-Fadenbremsbandes vorgeschlagen, bei dem zunächst ein endloser Zuschnitt aus einem Stahlblech angefertigt und dieser Zuschnitt dann in eine Kegelstumpfgestalt gebracht wird, beispielsweise durch Tiefziehen, ehe der Fadenbremsring mit der Kegelstumpfgestalt durch Ausscheidungshärtung gehärtet wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fadenbremsring der eingangs genannten Art zu schaffen, der gute elastische Eigenschaften in Kombination mit hoher Härte und Verschleißfestigkeit an seiner Bremsfläche hat, und bei dem die Stoßnaht weder nennenswerten Einfluss auf die Elastizität noch auf die Glätte der Bremsfläche hat.
Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Walzgehärteter rostfreier Stahl bietet überraschend ausreichend elastische Eigenschaften, d. h. die leichte radiale Deformierbarkeit des Bremsringes, wie sie für die einwandfreie Funktion in einer Fadenbremse benötigt wird, in Kombination mit außerordentlicher Verschleißfestigkeit in der Bremsfläche. Dieses Stahlmaterial bietet auch hohe Gleichförmigkeit bzw. Homogenität. Die ohne Zugabe von Schweißmaterial geschweißte Stoßnaht stellt ohne Nachbearbeitung keine spürbare Störung in der Bremsfläche dar, weil die Streifenenden stumpf, d. h. ohne Überlappung, miteinander verbunden sind. Außerdem erzeugt die Stoßnaht keine die elastische Eigenschaft des Bremsbandes lokal beeinträchtigende Inhomogenität. Der aus walzgehärtetem rostfreiem Stahl bestehende und ohne Zugabe von Schweißmaterial verschweißte Fadenbremsring ist besonders geeignet zum Kontakt mit textilem Fadenmaterial.
Besonders zweckmäßig wird die Stoßnaht durch Laserschweißen gebildet. Die Laserschweißtechnik bietet den Vorteil einer sehr präzisen Ausbildung der Stoßnaht in einem sehr glatten und schmalen Nahtbereich. Die Streifenenden werden so nahe wie möglich stumpf zusammengeführt, höchstens mit einem Abstand von einigen Hundertsteln eines Millimeters oder besser direkt aneinandergestoßen, und mit dem Laserstrahl geschweißt.
Dabei wird zweckmäßigerweise ein Lichtfaserlaser eingesetzt, weil mit einem Lichtfaserlaser extrem dünne Stoßnähte herstellbar sind. Gegebenenfalls wird in einer Schutzgasumgebung oder unter Vakuum geschweißt.
Als weitere Alternative bietet sich Elektronenstrahlschweißen an, weil auch die Elektronenstrahlschweißtechnik in der Lage ist, außerordentlich präzise, dünne und glatte Schweißnähte zu bilden, die keiner Nachbearbeitung für den Einsatzfall in einer Fadenbremse erfordern.
Der walzgehärtete rostfreie Stahl sollte kaltgewalzter Stahl sein.
Die Stoßnaht ist zweckmäßigerweise gerade und verläuft entlang der Erzeugenden des Kegelstumpfmantels. im Betrieb der Fadenbremse passiert der abgezogene und dabei an der Bremsfläche umlaufende Faden den Bremsspalt ohnedies schräg, so dass er durch den Verlauf der Stoßnaht nicht gestört wird. Eine gerade und entlang der Erzeugenden verlaufende Stoßnaht bietet den Vorteil, den Fadenbremsring für beide Drehrichtungen beim Fadenabzug einzusetzen.
Alternativ ist es zweckmäßig, die gerade Stoßnaht schräg gegenüber der Erzeugenden des Kegelstumpfmantels auszurichten. Dadurch verteilt sich die Stoßnaht auf einen größeren Umfangsbereich. In diesem Fall ist der Fadenbremsring ggfs. für eine bestimmte Abzugsdrehrichtung in der Fadenbremse ausgelegt.
Als weitere Alternative bietet es sich an, die Stoßnaht S-förmig geschwungen auszubilden. Dies kann bei bestimmten Fadenmaterialien von Vorteil sein, und verteilt ebenfalls die Stoßnaht längs des Umfangs des Bremsrings.
Schließlich sollten die Umfangsränder des Streifens, aus dem der Fadenbremsring besteht, durch Ätzen, Laserschneiden oder Stanzen gebildet sein. Dies sind Techniken, die sehr saubere und scharfe Ränder mit hoher Maßgenauigkeit herstellen lassen.
Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
1 ist eine Perspektivansicht eines Fadenbremsrings mit einer Stoßnaht, wobei gleichzeitig mehrere Möglichkeiten der Ausbildung der Stoßnaht angedeutet sind.
Der Fadenbremsring R in 1 ist hergestellt aus einem flach vorgefertigtem C-förmigem Streifen aus walzgehärtetem rostfreiem Stahl S, zweckmäßigerweise kalt gewalztem, gehärtetem rostfreiem Stahl mit zueinander parallelen Streifenrandern 2, 3 und zueinander passenden, entsprechend orientierten Streifenenden. Diese Vorfertigung erfolgt durch Ätzen, Laserschneiden oder Stanzen des Streifens aus dem als Blechfolie oder Coil handelsüblichen walzgehärteten, rostfreien Stahl. Dann wird der Streifen in die Form eines Kegelstumpfmantels gebogen, bis die Streifenenden 4, 5 aufeinander ausgerichtet und stumpf zueinander geführt werden, und zwar z. B. höchstens mit einem Zwischenabstand in der Größenordnung von Hundertsteln eines Millimeters oder besser direkt stumpf aneinanderstehend (ohne Überlappung). Dann wird ohne Zugabe von Schweißmaterial mit einem Laserstrahl eine Stoßnaht W hergestellt. Zweckmäßigerweise wird hierzu ein Lichtlaser eingesetzt. Alternativ kann die Stoßnaht W durch Elektronenstrahlschweißen gebildet werden. Dann ist der Fadenbremsring R für seinen Einsatz oder zum Einbau in eine Fadenbremse bereit.
Typischerweise besitzt der Fadenbremsring einen Außendurchmesser von ca. 110 mm, einen Innendurchmesser von ca. 80 mm und einen Kegelspitzenwinkel zwischen 90 und 120°. Die Stärke des Fadenbremsrings beträgt gleichmäßig zwischen 0,05 mm und 0,5 mm. Im Hinblick auf unterschiedliche Steifigkeiten für unterschiedliche Bremsniveaus sind beispielsweise Stärken von 0,08 mm, 0,1 mm und 0,15 mm praktikabel. Der walzgehärtete rostfreie Stahl ist zweckmäßigerweise kaltgewalzter gehärteter rostfreier Stahl, und kann vollständig blank oder angelassen sein.
Die Stoßnaht W ist entweder schräg gegenüber der Erzeugenden des Kegelstumpfmantels orientiert und gerade, oder gerade und entlang der Erzeugenden des Kegelstumpfmantels orientiert, oder S-förmig geschwungen, wie dies in 1 als Alternativen für die Stoßnaht W gezeigt ist.
Die Schweißung kann von außen oder von innen vorgenommen werden.

Claims

Fadenbremsring (R) für eine Fadenbremse, der die Form eines Kegelstumpfmantels und eine innere kontinuierliche Bremsfläche (1) aufweist, eine Stärke zwischen 0,05 mm und 0,5 mm hat, und aus einem flach vorgefertigten C-förmigen Streifen aus Stahl durch Verbinden der Streifenenden (4, 5) in einer Naht gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenbremsring (R) aus walzgehärtetem rostfreiem Stahl (S) besteht, und dass die Naht als Stoßnaht (W) ohne Zugabe von Schweißmaterial geschweißt ist.
Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßnaht (W) lasergeschweißt ist.
Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßnaht (W) mit einem Lichtfaser-Laser geschweißt ist.
Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Fadenbremsring (B) aus kaltgewalztem, gehärtetem rostfreiem Stahl (S) besteht.
Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßnaht (W) gerade und entlang der Erzeugenden des Kegelstumpfmantels verläuft.
Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßnaht (W) gerade ist und schräg gegenüber der Erzeugenden des Kegelstumpfmantels verläuft.
Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßnaht (W) S-förmig geschwungen verläuft.
Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsränder (2, 3) des Fadenbremsrings durch Ätzen, Laserschneiden oder Stanzen gebildet sind.