DE19634972A1 - Vorrichtung zum Bremsen eines Fadens und Fadenliefergerät - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und ein Fadenliefergerät gemäß Patentan­ spruch 16.

Bei einer aus PCT/EP94/00476 bekannten Vorrichtung dieser Art ist der kleindurchmeßrige Endbereich der Membrane derart mit dem Bremsband verbunden, daß sich die Ringmembrane vom groß­ durchmeßrigen Rand des Bremsbandes nach außen erstreckt. In­ dem die Ringmebrane mit ihrer Ringhalterung entgegen der Ab­ zugsrichtung des Fadens versetzt wird, gerät sie unter eine Biege- und Zugbelastung, aus der die axiale Kraftbelastung für das Bremsband resultiert, mit welcher das Bremsband gegen die Abzugsfläche angelegt wird. Die Ringmembrane vereinigt in sich die Federfunktion zum Anlegen des Bremsbandes und die Funktion eines Übertragungskörpers, der die axiale Kraftbela­ stung von der Ringhalterung auf das Bremsband überträgt. In der Praxis kann sich bei dieser Anordnung aufgrund einer Fehlzentrierung des Bremsbandes auf der Abzugsfläche entlang der angenähert linienförmigen Berührungszone zwischen dem Bremsband und der Abzugsfläche eine ungleichmäßige Bremswir­ kung für den Faden einstellen. Ferner verwindet sich das Bremsband im Durchgangsbereich des Fadens, unter der Rei­ bungskraft und der Abdrückkraft des Fadens lokal gegen die Abzugsrichtung des Fadens, was ein gleichmäßiges Spannungsni­ veau im abgezogenen Faden erschwert.

Bei anderen Vorrichtungen (US-A 5 409 043, US-A 5 316 051) wird bei Verwendung eines Bremsbandes die axiale Kraftbela­ stung durch einen Hohlkörper mit der Form eines Kegelstumpfes auf das innen in den Hohlkörper eingeklebte Bremsband über­ tragen. Der Hohlkörper wird von außen durch eine Federanord­ nung oder eine Ringmembrane abgestützt, die in axialer Rich­ tung des Speicherkörpers elastisch, in Radialrichtung hinge­ gen relativ starr ist. Der Hohlkörper ist hingegen in axialer Richtung steif und in radialer Richtung elastisch, so daß sich das flexible Bremsband trotz der axialen Kraftbelastung lokal im Durchgangsbereich des Fadens verformen kann. Dieser Aufbau ist vielteilig. Der Hohlkörper wird hoch belastet und neigt zum Ermüden. Die Vorrichtung beansprucht relativ viel Platz.

Bei einer anderen aus DE-U 94 06 102 bekannten Vorrichtung ist auf die Außenseite des Bremsbandes ein Schaumstoffring aufgeklebt, der im großdurchmeßrigen Ende eines starren, ke­ gelstumpfförmigen Hohlkörpers gehalten ist. An dem Hohlkörper greift eine Federeinrichtung an, die die axiale Kraftbela­ stung für das Bremsband erzeugt. Infolge der relativ kräfti­ gen Federanordnung wird der weiche Schaumstoffring stark de­ formiert, wodurch die Beweglichkeit des flexiblen Bremsbandes eingeschränkt ist. Das Bremsband liegt auf der kegeligen Ab­ zugsfläche des Speicherkörpers.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art sowie ein Fadenliefergerät zu schaffen, bei denen entlang der Berührungszone zwischen dem Bremsband und der Abzugsfläche eine gleichmäßige Bremswirkung erzeugbar und im abgezogenen Faden ein weitestgehend konstan­ tes Spannungsniveau einhaltbar ist.

Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentan­ spruchs 1 gelöst.

Die Vorrichtung ist platzsparend und besteht aus nur zwei Teilen. Aufgrund der Umbiegung des kleindurchmeßrigen Endbe­ reiches der Ringmembrane wird das Bremsband nicht mehr gegen die Abzugsfläche gezogen, sondern dagegen geschoben. Das Bremsband zentriert sich im Betrieb dank der Umbiegung ein­ wandfrei, wodurch die Bremswirkung entlang der Berührungszone gleichmäßig bleibt. Es ist vorstellbar, daß das Bremsband un­ ter der Reibungskraft und der Abdrückkraft des Fadens eine Tendenz entwickelt, den Kegelspitzenwinkel im Durchgangsbe­ reich des Fadens lokal zu vergrößern, d. h. sich in Abzugs­ richtung zu verwinden. Dadurch würde bei einer starken, vom Faden auf das Bremsband ausgeübten Belastung, wie sie bei­ spielsweise bei einer starken Beschleunigung des Fadens oder bei einer hohen Abzugsgeschwindigkeit auftritt, zwischen der Abzugsfläche und dem Bremsband ein sichelförmiger Zwischen­ raum geöffnet, in dem der Abzugswiderstand für den Faden nachläßt. In solchen Betriebsphasen, in denen ohnedies durch die Beschleunigung oder die hohe Abzugsgeschwindigkeit die Spannung im abgezogenen Faden erhöht wird, würde nur mehr ein vernachlässigbarer Beitrag zur Spannungserhöhung von der Bremsvorrichtung hinzugefügt. Hingegen würde bei einer gerin­ gen vom Faden auf das Bremsband ausgeübten Belastung der Ke­ gelspitzenwinkel des Bremsbandes im Durchgangsbereich des Fa­ dens lokal verkleinert und die Bremswirkung erhöht, um durch diese erhöhte Bremswirkung die dann an sich geringe Faden­ spannung anzuheben. Dies kann zum Konstanthalten der Faden­ spannung im abgezogenen Faden beitragen. Die Vorrichtung er­ bringt dadurch einen Selbstkompensations-Effekt, d. h., die Bremswirkung wird selbsttätig verringert, wenn die Fadenspan­ nung steigt, und wird selbsttätig erhöht, wenn die Fadenspan­ nung sinkt. Bei gegebenen Außenabmessungen der Ringhalterung wird durch den Querschnittsverlauf der Ringmembrane ein opti­ mal großer radialer Erstreckungsbereich der Ringmembrane für die Verformung genutzt. Da sich der Verbindungsbereich auf einem optimal kleinen Durchmesser befindet, wird die Eigenbe­ weglichkeit oder Flexibilität des Bremsbandes so wenig wie möglich durch die Ringmembrane beeinträchtigt, wobei die Um­ biegung nach innen die korrekte Selbstzentrierung des Brems­ bandes an der Abzugsfläche begünstigt.

Die einwandfreie Zentrierung des Bremsbandes und die Kon­ stanthaltung des Spannungsniveaus sind gemäß Anspruch 2 aus­ geprägt.

Gemäß Anspruch 3 liegt der hauptsächliche Kraftbelastungs-Über­ tragungsbereich von der Ringmembrane auf das Bremsband innerhalb des Durchmessers der Berührungszone zwischen dem Bremsband und der Abzugsfläche. Dadurch verwindet sich das Bremsband, das zweckmäßigerweise ein sehr dünner, flexibler Metallkörper ist, im Durchgangsbereich des Fadens unter stär­ kerer Fadenbelastung unter lokaler Vergrößerung des Kegel­ spitzenwinkels in Abzugsrichtung. Dies trägt zur Konstanthal­ tung der Fadenspannung bei.

Ein günstiges dynamisches Verhalten ergibt sich bei der Aus­ führungsform gemäß Anspruch 4.

Die Übertragung der Kraftbelastung auf das Bremsband erfolgt gemäß Anspruch 5 sehr gleichmäßig. Die Ringmembrane ist in der Umbiegung sehr nachgiebig, so daß die Eigenbeweglichkeit des Bremsbandes unter der Belastung des Fadens so wenig wie möglich behindert wird. Andererseits unterstützt die bogen­ förmige Umbiegung die Selbstzentrierung des Bremsbandes auf der Abzugsfläche.

Herstellungstechnisch ist es gemäß Anspruch 6 zweckmäßig, zu­ mindest die beiden Ränder des Bremsbandes frei zu lassen.

Gemäß Anspruch 7 wird die Selbstzentrierung des Bremsbandes verbessert.

Gemäß Anspruch 8 wird die Eigenbeweglichkeit bzw. Flexibili­ tät des Bremsbandes nur minimal behindert.

Gemäß Anspruch 9 wird die außenliegende Umbiegung bei der Übertragung der Kraftbelastung auf das Bremsband erheblich verformt. Die Verformungsbewegungen und die in diesem Bereich auftretenden Kräfte sind jedoch vom Bremsband so weit ent­ fernt, daß sie das korrekte Arbeiten des Bremsbandes in sei­ ner Bremsfunktion nicht beeinträchtigen.

Gemäß Anspruch 10 werden sozusagen die beiden Umbiegungen durch den Verbindungsabschnitt voneinander entkoppelt.

Gemäß Anspruch 11 wird diese Entkopplung durch wenigstens ei­ ne weitere konzentrische Wellung verstärkt.

Die Umbiegung der Ringmembrane kann gemäß Anspruch 12 an der Außenseite und/oder an der Innenseite des Bremsbandes befe­ stigt sein. Kleben oder Vulkanisieren führen zu sehr homoge­ nen und dauerhaft haltbaren Verbindungsbereichen. Wird die Umbiegung an der Innenseite des Bremsbandes befestigt, dann greift die Umbiegung um den kleindurchmeßrigen Rand des Bremsbandes herum. Gegebenenfalls erfolgt die Verbindung di­ rekt am kleindurchmeßrigen Rand des Bremsbandes.

Der gemäß Anspruch 13 in einem Bereich um etwa 120°, z. B. zwischen 90 und 140°, liegende Kegelspitzenwinkel des Brems­ bandes führt zu einem feinfühligen Ansprechen der Vorrichtung auf Beschleunigungen oder Verzögerungen des Fadens. Bei prä­ ziser Selbstzentrierung des Bremsbandes an der Abzugsfläche ergibt sich ein weitestgehend konstantes Spannungsniveau im abgezogenen Faden.

Gemäß Anspruch 14 liegt zwischen dem Bremsband und der Ab­ zugsfläche ein angenähert linienförmiger Berührungsbereich vor, in dem der Faden gebremst wird. Zum Bremsspalt führt ein sich allmählich verengender Einlaß, was für den bei der Ab­ zugsbewegung (Ballonbildung) auch quer zu seiner Laufrichtung bewegten Faden günstig ist. Ferner liegt ein sich allmählich erweiternder Auslaßbereich stromab des Bremsspalts vor, in welchem sich der ablaufende Faden bewegen kann.

Günstige kinematische Verhältnisse ergeben sich bei der Aus­ führungsform gemäß Anspruch 15. Der Verbindungsabschnitt mit der außenliegenden Umbiegung kann eine zusätzliche wünschens­ werte Funktion erfüllen, nämlich die eines Ballonbegrenzers, durch den der Faden bei hoher Abzugsgeschwindigkeit daran ge­ hindert wird, sich zu weit von der Oberfläche des Speicher­ körpers abzuheben.

Bei dem Fadenliefergerät gemäß Anspruch 16 wird dank einer einwandfreien Selbstzentrierung des Bremsbandes ein weitest­ gehend konstantes Spannungsniveau im abgezogenen Faden er­ reicht. Die Vorrichtung läßt sich auf geringem Bauraum im Fa­ denliefergerät unterbringen.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungs­ gegenstandes erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen Teil eines Längsschnittes eines Fadenlieferge­ räts mit einer Vorrichtung zum Bremsen eines Fadens,

Fig. 2a-d Detailvarianten im Schnitt.

Ein mit einer Vorrichtung B zum Bremsen eines Fadens Y ausge­ stattetes Fadenliefergerät F, vorzugsweise ein Fadenlieferge­ rät für Projektil- oder Greiferwebmaschinen, weist ein sche­ matisch angedeutetes Gehäuse 1 mit einem Antriebsmotor 2 für ein Aufwickelorgan 3 sowie einen stationären Speicherkörper S auf. Am Gehäuse 1 ist ein Gehäuseausleger 8 vorgesehen. Der Faden Y wird von einer nicht-dargestellten Vorratsspule abge­ zogen, von links in Fig. 1 in das Gehäuse 1 ein- und durch das Aufwickelorgan 3 hindurchgeführt, das bei der Drehbewe­ gung des Antriebsmotors 2 den Faden Y in Windungen tangential auf die Oberfläche 5 des Speicherkörpers aufwickelt (Fadenvorrat 4). Nicht-dargestellte Einrichtungen erteilen den Fadenwindungen eine Vorschubbewegung in Fig. 1 nach rechts. Am freien Frontende des Speicherkörpers S ist eine konvex gekrümmte Abzugsfläche 6 vorgesehen, die konzentrisch zur Achse des Speicherkörpers S verläuft. Koaxial zum Spei­ cherkörper S ist ein Fadenleitorgan 7 vorgesehen, durch wel­ ches der über die Abzugsfläche 6 umgelenkte und durch die Vorrichtung B hindurchgezogene und dabei wie ein Uhrzeiger um die Abzugsfläche 6 umlaufende Faden axial abgezogen wird.

Eine Ringhalterung 11, die einen Tragring 12 abstützt, ist an einem Schwenkzapfen 9 angebracht, der im Ausleger 8 mittels einer Verstellvorrichtung 10 annähernd parallel zur Achse des Speicherkörpers S verstellbar ist. Der Tragring 12 stützt ei­ ne Ringmembran R, z. B. aus elastomerem oder gummiartigem Ma­ terial, ab, die im Querschnitt annähernd S-förmig ausgebildet ist. Der kleindurchmeßrige Innenbereich der Ringmembrane R ist mit einem kegelstumpfförmigen Bremsband T verbunden, das zweckmäßigerweise aus dünnem Metallblech 19 besteht und sehr flexibel, dabei jedoch zugfest, ist.

Die Ringmembrane weist einen äußeren Halteringflansch 13 auf, der mit dem Tragring 12 verbunden ist, und an den sich eine außenliegende Umbiegung 14 anschließt. Die Umbiegung 14 ist über einen nach außen bogenförmig gekrümmten Verbindungsab­ schnitt 15 mit einer weiteren gegensinnigen Umbiegung 17 ver­ bunden, die nach Art eines 180°-Bogens ausgebildet ist und mit einem Endteil 18 durch Kleben oder Vulkanisieren mit dem Bremsband T verbunden ist. Bei der gezeigten Ausführungsform sind der innere und der äußere Rand 20, 21 des Bremsbandes T frei. Im Verbindungsabschnitt 15 könnte wenigstens eine wei­ tere Wellung W geformt sein. Das Bremsband T bildet eine in Umfangsrichtung kontinuierliche, verschleiß- und hitzefeste Bremsfläche 22, die entlang einer Berührungszone 23 auf der Abzugsfläche 6 aufliegt. Die Ränder 20 und 21 des im Quer­ schnitt geradlinigen Bremsbandes T befinden sich im Abstand von der Abzugsfläche 6. Der Hauptteil des Verbindungsberei­ ches zwischen der Umbiegung 17 bzw. dem Endteil 18 und dem Bremsband T befindet sich innerhalb des Durchmessers des Be­ rührungsbereiches 23.

Funktion

In Abhängigkeit von der mit dem Fadenliefergerät verarbeite­ ten Fadenqualität wird die axiale Position der Ringhalterung 11 so eingestellt, daß sich ein vorbestimmter axialer Anpreß­ druck für das Bremsband T ergibt. Sobald der zwischen dem Bremsband T und der Abzugsfläche 6 durchgehende Faden Y abge­ zogen wird, wobei er zusätzlich zwischen dem Bremsband T und der Abzugsfläche 6 nach Art eines Uhrzeigers umläuft, wird das Bremsband lokal im Durchgangsbereich des Fadens Y ver­ formt. Es kann sich eine sichelförmige Öffnung angrenzend an den Faden bilden. Der Endteil 18 und die Umbiegung 17 beein­ trächtigen diese Eigenbeweglichkeit des Bremsbandes T nicht. Wird der Faden stark beschleunigt oder mit hohem Geschwindig­ keitsniveau abgezogen, dann sind die vom Faden auf das Brems­ band T ausgeübte Reibungskraft und die Abdrückkraft relativ hoch. Das Bremsband T kippt im Durchgangsbereich des Fadens geringfügig z. B. in Abzugsrichtung (Vergrößerung des Kegel­ spitzenwinkels α), wodurch die Bremswirkung nachläßt. Bei ge­ ringer Fadengeschwindigkeit oder beim Nachlassen der Fadenge­ schwindigkeit lassen auch die Kräfte auf das Bremsband nach, das sich im Durchgangsbereich des Fadens unter Verkleinerung des Kegelspitzenwinkels α beispielsweise entgegengesetzt zur Abzugsrichtung verwindet. Dadurch nimmt die Bremswirkung selbsttätig wieder zu. Die Bremsvorrichtung paßt sich auf diese Weise selbsttätig den jeweiligen Anforderungen an, um ein möglichst gleichmäßiges Spannungsniveau im abgezogenen Faden aufrechtzuerhalten.

Gemäß Fig. 2a befindet sich bei freibleibendem Rand 21 des Bremsrandes T der Verbindungsbereich zwischen dem Endteil 18 der Umbiegung 17 und dem Bremsband innerhalb des Durchmessers des Berührungsbereiches 23. Gemäß Fig. 2b greift die Umbie­ gung 17 mit dem Endteil 18 sogar um den Rand 21 des Bremsban­ des T herum. Gemäß Fig. 2c liegt der Übergang vom Endteil 18 in die Umbiegung 17 beim Rand 21 des Bremsbandes T. Gemäß Fig. 2D bedeckt der Endteil 18 der Umbiegung 17 nahezu die gesamte Außenfläche des Bremsbandes T.

Claims (16)

1. Vorrichtung (B) zum Bremsen eines Fadens (Y), mit einer rotationssymmetrischen Abzugsfläche (6) eines stationären Speicherkörpers (S) für einen Fadenvorrat (4), aus dem der Faden (Y) umlaufend über die Abzugsfläche (6) und weiter durch ein zur Abzugsfläche koaxiales Leitorgan (7) abziehbar ist, mit einem kegelstumpfförmigen, flexiblen Bremsband (T), das annähernd koaxial zur Abzugsfläche (6) angeordnet und mit einer in Umfangsrichtung kontinuierlichen Bremsfläche (22) axial gegen die Abzugsfläche (6) kraftbelastet ist, und mit einer elastischen Ringmembrane (R), die am kleindurchmeßrigen Endbereich kraftübertragend mit dem Bremsband (T) verbunden und im großdurchmeßrigen Endbereich in einer äußeren Ringhal­ terung (11) abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der kleindurchmeßrige Endbereich der Ringmembrane (R) in Richtung zur Abzugsfläche (6) nach innen umgebogen und dort mit dem Bremsband (T) verbunden ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Ringmembrane (R) - im Querschnitt - von außen her mit einem Abstand zum Bremsband (T) an diesem vorbei nach in­ nen bis etwa auf die Höhe des kleindurchmeßrigen Randes (21) des Bremsbandes und erst mit der Umbiegung (17) an das Brems­ band (T) hin erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsbereich zwischen der Umbiegung (17) und dem Bremsband (T), zumindest zu einem erheblichen Teil innerhalb des Durchmessers der Berührungszone (23) zwischen der Abzugs­ fläche (6) und dem Bremsband (T) liegt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Übergang vom Verbindungsbereich in die Umbiegung (17) na­ he dem oder am kleindurchmeßrigen Rand (21) des Bremsbandes (T) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kleindurchmeßrige Endbereich der Ringmembrane (R) bogen­ förmig und über annähernd 180° nach innen umgebogen ist.

6. Vorrichtung nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest die beiden Ränder (21, 20) des Bremsbandes außerhalb des Verbindungsbereiches mit der Umbiegung (17) frei liegen.

7. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmembrane (R) ei­ nen annähernd S-förmigen Querschnittsverlauf aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke der Ringmembrane (R) zumindest im nach innen umgebogenen kleindurchmeßrigen Endbereich allmählich abnimmt.

9. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der großdurchmeßrige Endbereich der Ringmembrane (R), vorzugsweise angrenzend an einen Halteringflansch (13), nach außen und gegensinnig zur Umbiegung (17) des kleindurchmeßrigen Endbereichs umgebogen ist.

10. Vorrichtung nach den vorhergehenden Ansprüchen, dadurch gekennzeichnet, daß in der Ringmembrane (R) zwischen beiden Umbiegungen (17, 14) ein nach außen bogenförmig gekrümmter Verbindungsabschnitt (15) vorgesehen ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß im Verbindungsabschnitt (15) wenigstens eine konzentrisch um­ laufende Wellung (W) vorgesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Umbiegung (17) mit der Außenseite und/oder Innenseite des Bremsbandes (D) verbunden ist, vorzugsweise durch Kleben oder Vulkanisieren.

13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kegelspitzenwinkel (α) des Bremsbandes (T) bei etwa 120° liegt.

14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugsfläche (6) konvex gekrümmt ist.

15. Vorrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden An­ sprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Verbindungsabschnitt (15) in etwa konform zur Abzugsfläche (6) verläuft.

16. Fadenliefergerät (F) mit einer Vorrichtung gemäß wenig­ stens einem der Ansprüche 1 bis 15 zum Bremsen des auf den Speicherkörper (S) in Windungen zwischengespeicherten und überkopf des Speicherkörpers (S) umlaufend zwischen der Ab­ zugsfläche (6) und dem Bremsband (T) abgezogenen Fadens (Y).