CH688512A5 - Kompensations-Fadenbremse. - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung bezieht sich auf eine Kompensations-Fadenbremse, insbesondere zur Anordnung in Schärgattern, mit einem mechanischen Fadenspannungs-Vergleicher und mit einem hiermit gekoppelten Stellglied, das die auf den Faden wirkende Bremskraft beeinflusst. 



  Bei einer bekannten Kompensations-Fadenbremse dieser Art (DE-PS 3 025 765) wird der Faden zwecks Bremsung über fünf Stifte geführt, von denen zwei feststehend und drei weitere an einem Vergleichshebel angebracht sind. Dieser steht unter dem Einfluss der Fadenkraft, die an einer Fadenumlenkstelle wirkt, und einer in entgegengesetzter Drehrichtung wirkenden-Sollwertfeder sowie einer Wirbelstrom-Dämpfungsvorrichtung. Ist die Fadenspannung zu gross, verschwenkt sich der Vergleichshebel derart, dass der Umschlingungswinkel und damit die Bremskraft der fünf Stifte sich vermindert. Ist die Fadenspannung zu gering, schwenkt der Vergleichshebel  in entgegengesetzter Richtung, wodurch sich die Bremskraft erhöht. Nachteilig ist hierbei, dass der Faden beim Bremsen durch Reibung beansprucht wird. Dies ist für viele Materialien aus mechanischen und thermischen Gründen schädlich. 



  Bei einer anderen bekannten Kompensations-Fadenbremse (DE-OS 2 711 823) umschlingt der laufende Faden wenigstens teilweise eine Rolle und versetzt diese dadurch in Drehung. Die Rolle ist im Innern mit einer vorzugsweise regelbaren Bremsvorrichtung versehen. Als Bremsmittel wirkt eine \lfüllung und der Luftdurchsatz eines Kühlgebläses. Die Regelung erfolgt durch eine Veränderung der \l-Grenzschicht in einem engen Spalt, der zwischen einem feststehenden und einem rotierenden Teil gebildet ist und in Abhängigkeit von der Belastung verändert werden kann. Hierbei treten im \l erhebliche Temperaturen auf. Ausserdem bereitet das Abdichten der \lfüllung Schwierigkeiten. Ausserdem ist die Bremskraft nicht von der Fadenspannung, sondern von der Fadengeschwindigkeit abhängig. 



  Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kompensations-Fadenbremse der eingangs beschriebenen Art anzugeben, die die Fadenspannung annähernd konstant hält, ohne dass der Faden durch Reibung eine unzulässige mechanische und thermische Belastung erfährt. 



  Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss gelöst durch eine drehbare Rolle, die von dem sie wenigstens teilweise umschlingenden Faden mitnehmbar ist, durch eine Turbine, deren Laufrad mit der Rolle verbunden ist, und durch eine mit Hilfe des Stellglieds gebildete Drossel im Weg der Turbinenströmung. 



  Bei dieser Konstruktion kommt der Faden lediglich mit der drehbaren Rolle in Berührung; eine Reibungsbeanspruchung erfolgt hierbei nicht. Die Bremsung durch Drosselung einer Turbinenströmung hat den Vorteil, dass keine unzulässige Erwärmung auftritt, weil die Turbinenluft auch eine Kühlung bewirkt. Wichtig ist vor allem, dass die Drossel mit Hilfe des Stellgliedes gebildet ist, das seinerseits mit dem mechanischen Fadenspannungs-Vergleicher gekuppelt ist. Denn auf diese Weise wird die mechanische Verstellung der Drossel direkt von einer Verlagerung des mechanischen Fadenspannungs-Vergleichers, wie sie bei einer Fadenspannungs-Änderung auftritt, abgeleitet. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass die Verschmutzungsgefahr sehr gering ist. Eine Verschmutzung durch \l ist ausgeschlossen. Der ständige Luftstrom sorgt dafür, dass sich nirgendwo Schmutzteilchen ansetzen können. 



  Mit Vorteil ändert das Stellglied den Querschnitt der Eintritts- oder Austrittsöffnung der Turbine. Dort ist in aller Regel genügend Platz, um ein solches Stellglied anzuordnen. 



  Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besitzt die Turbine eine zentrische Eintrittsöffnung und das Stellglied ist durch eine Platte gebildet, die um eine zur Turbinenachse parallele Achse schwenkbar ist. Dies ergibt eine kompakte Konstruktion, bei der Fadenvergleicher und Stellglied in parallelen Ebenen verschwenkbar sein können, was die mechanische Verbindung dieser Teile erleichtert. 



  Insbesondere kann die Platte starr mit einem Vergleicherhebel verbunden sein, der zur Erfassung der Fadenspannung mit einer Fadenumlenkstelle versehen und durch eine einstellbare Sollwertkraft belastet ist. 



  In weiterer Ausgestaltung ist dafür gesorgt, dass die Richtung des austretenden Fadens durch eine Austrittsöse vorgegeben ist und dass die Turbine einen tangentialen Austrittskanal aufweist, der parallel zum austretenden Faden verläuft. Auf diese Weise verhindert die austretende Luft, dass sich Flusen an den Gatterelementen festsetzen. 



  Günstig ist es, dass die Rolle ausserdem mit einer Metallscheibe verbunden ist und dem Scheibenrand ein Magnetsystem zugeordnet ist. Dies ergibt eine Wirbelstrombremse, welche die Bremswirkung der Turbine unterstützt. Sie erzeugt eine Grundfadenspannung beispielsweise von 10 bis 100 cN. Die regelbare Turbine braucht dann lediglich die Fadenspannungsänderungen in Folge des kleiner werdenden Spulendurchmessers zu kompensieren. 



  Bei einer bevorzugten Ausführungsform deckt die Metallscheibe das Turbinen-Laufrad einseitig ab. Hierdurch wird kaum zusätzlicher Platz benötigt. 



  Besonders vorteilhaft ist es, dass das Magnetsystem relativ zum Scheibenrand mit radialer Komponente verstellbar ist. Auf diese Weise kann die Grundspannung im Faden gemäss den tatsächlichen Anforderungen eingestellt werden. 



  Bei einer Weiterentwicklung ist ein Bremsschuh vorgesehen, der beim Stop einer nachgeschalteten Schärmaschine aktiviert wird und die Rolle zum Stillstand bringt. Da die Turbine nur oberhalb einer vorbestimmten Drehzahl voll wirksam ist, sorgt der Bremsschuh dafür, dass die Fäden nicht spannungslos werden, wenn beim Anhalten der Schärmaschine Bereiche mit geringerer Drehzahl der Rolle durchlaufen werden. 



  Hierbei kann die Betätigung des Bremsschuhs auf beliebige Weise, insbesondere aber pneumatisch oder elektromagnetisch, erfolgen. Diese Ansteuerungsart lässt sich auch gleichzeitig für alle Fadenbremsen eines Schärgatters einsetzen. 



  Die besten Ergebnisse zeigen sich, wenn der Bremsweg der Rolle bis zum Stillstand gleich oder kürzer ist als derjenige an der Schärmaschine. Hierdurch wird auf jeden Fall ein Durchhängen der Fäden oder Verhaken benachbarter Fäden vermieden. 



   Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen: 
 
   Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, einer erfindungsgemässen Kompensations-Fadenbremse, 
   Fig. 2 eine Draufsicht auf die Fadenbremse mit einem Schnitt durch die Rolle, 
   Fig. 3 schematisch eine Draufsicht auf die Fadenbremse bei stark gespanntem Faden und 
   Fig. 4 eine Draufsicht ähnlich Fig. 3 bei schwach gespanntem Faden. 
 



  Ein zu bremsender Faden 1 ist um die zylindrische Umfangsfläche 2 einer drehbaren Rolle 3 gelegt. Mit der Rolle ist eine Achse 4 verbunden, die in einer gehäusefesten Lageranordnung 5 gelagert ist. Am freien Ende trägt der Schaft das Laufrad 6 einer Turbine T. Das Laufrad besitzt eine Vielzahl von Schaufeln 7, die oben durch eine Metallscheibe 8 und unten durch einen Stirnring 9 miteinander verbunden sind. Das Laufrad ist in  einem topfförmigen Gehäuse 10 angeordnet, das in seinem Boden 11 eine zum Laufrad 6 konzentrische Eintrittsöffnung 12 aufweist, deren Grösse der Eintrittsöffnung 13 inmitten des Stirnringes 9 entspricht. Ein Austrittsraum 14 befindet sich ausserhalb des Laufrades. Sein Querschnitt nimmt im Uhrzeigersinn kontinuierlich zu. Er endet mit einer Austrittsöffnung 15, die sich an einer Seitenfläche des Gehäuses 10 befindet. 



  Der Faden 1 wird von einer Spule 16 abgezogen, die zusammen mit einer grossen Zahl in gleicher Weise ausgestatteter Spulen in einem Gatter angeordnet ist. Der Faden 1 durchläuft eine Eintrittsöse 17, umschlingt die Rolle 3 wenigstens teilweise, vorzugsweise mehrmals, durchsetzt eine als Umlenkstelle 18 dienende \se und wird schliesslich durch eine Austrittsöse 19 von einer Antriebsvorrichtung, seien es Antriebswalzen oder ein zu schärender Kettbaum, abgezogen. Die Abzugsrichtung stimmt mit der Austrittsrichtung der aus der Austrittsöffnung 15 austretenden Luft überein, so dass sich keine Flusen an den Gatterelementen festsetzen können. 



  Die Fadenumlenkstelle 18 sitzt an einem Vergleicherhebel 20, der starr mit einer Schwenkachse 21 verbunden ist, welche im Gehäuse 10 gelagert ist und parallel zur Turbinenachse verläuft. Am unteren Ende der Schwenkachse 21 ist ein Block 22 angeklemmt, der an einem weiteren Hebel 23 eine als Stellglied dienende Platte 24 trägt und durch eine Zugfeder 25 belastet ist. Diese Platte 24 befindet sich zwischen der Eintrittsöffnung 12 des Gehäuses und der Eintrittsöffnung 13 des Laufrades und bildet zusammen mit diesen Eintrittsöffnungen eine Drossel 26 im Weg der Turbinenströmung. 



  Der Vergleicherhebel 20 mit der Fadenumlenkstelle 18 und der hiermit über die Schwenkachse 21 verbundene Hebel 23 mit der Zugfeder 25 bilden einen Fadenspannungsvergleicher 27. In Fig. 3 ist veranschaulicht, dass der abgezogene Faden 1 unter höherer Spannung steht und daher den Vergleicherhebel 20 in seine rechte Endlage schwenkt, in der die Platte 24 die Eintrittsöffnung 12 bzw. 13 nahezu vollständig abdeckt. Da der Turbine kaum Luft zugeführt wird, verringert sich ihre Bremswirkung und damit auch die Fadenspannung. Wenn dagegen die Fadenspannung nachlässt und der Vergleicherhebel 20 die in Fig. 4 veranschaulichte Stellung einnimmt, wird ein grösserer Teil der Eintrittsöffnungen 12 und 13 von der Platte 24 freigegeben. Hierdurch ergibt sich ein höherer Luftdurchsatz durch die Turbine.

  Die Bremswirkung steigt und die Fadenspannung nimmt wieder zu, bis sich ein Gleichgewichtszustand einstellt. Dieser Gleichgewichtszustand kann durch Verstellung der Feder 25 nach Wunsch eingestellt werden. 



  Der Durchmesser der Rolle 3 ist so gewählt, dass sich eine hohe, für die Turbinenbremsung geeignete Drehzahl ergibt. Beispielsweise sollte bei 1.000 m/min Abzugsgeschwindigkeit eine Drehzahl von etwa 6.000 U/min erreicht werden. Die Ausgangsspannung F1 resultiert aus der Eingangsspannung F0 und einem von der Turbine aufzubringenden Spannungsanteil FG nach der Gleichung F1 = F0 + FG. Die Ausgangsspannung F1 soll konstant sein. Die Einlaufspannung F0 erhöht sich in der Praxis bei abnehmendem Durchmesser der Spule 16. Die von der Turbine zusätzlich aufgebrachte Spannung FG muss daher verringert werden. Dies entspricht einer verminderten Bremsleistung.

  Durch entsprechende Formung des freien Eintrittsquerschnitts der Drossel 26, also des nicht von der Platte 24 abgedeckten Teils der Eintrittsöffnung 12 bzw. 13, lässt sich erreichen, dass diese Bedingung über den gesamten Arbeitsbereich erfüllt wird. 



  Wenn sich bei abnehmendem Durchmesser der Spule 16 die Eingangsspannung F0 erhöht, wird der Vergleicherhebel 20 stärker an die Rolle 3 herangezogen und die Eintrittsöffnung 12 bzw. 13 stärker abgedeckt. Dies verringert die zusätzliche Kraft FG. 



  Ausserdem ist eine Wirbelstrombremse 28 vorgesehen. Sie wird durch den überstehenden Rand 29 der Metallscheibe 8, die aus einem elektrisch leitenden Material besteht, sowie einem Magnetsystem 30 gebildet. In Fig. 1 ist die Lage des Magnetsystems 30 gegenüber der Darstellung in Fig. 2 in Umfangsrichtung versetzt gezeichnet, um die Einzelheiten besser erkennen zu lassen. Das Magnetsystem 30 weist Permanentmagnete 31 und 32 auf, die den Rand 29 zwischen sich aufnehmen und an Schwenkarmen 33 befestigt sind, welche mit Hilfe eines Einstellknopfes 34 um eine Achse 35 schwenkbar sind. Das Magnetfeld kann daher mit radialer Komponente relativ zum Scheibenrand 29 verstellt werden, wodurch sich die Bremswirkung ändert. Die gewünschte Einstellung kann mit Hilfe einer Skala 36 am Einstellknopf 34 reproduziert werden.

  Die Magnetbremse 28 bewirkt daher eine Grundfadenspannung, während die geregelte Turbinenbremsung die Fadenspannungsänderungen kompensiert. 



  Wenn die Schärmaschine abgeschaltet wird und beim Auslaufen die Fadengeschwindigkeit geringer wird, vermag die Turbine und die Wirbelstrombremse keine Bremswirkung mehr zu entfalten. Aus diesem Grund ist eine weitere Bremse 37 vorgesehen, die einen Bremsschuh 38 aufweist, welcher von innen an die Umfangswand 2 der Rolle 3 angedrückt werden kann. Diesem Zweck dient ein Kolben 39, der über eine Leitung 40 mit Druckluft versorgt werden kann. Die Leitung 40 ist an ein Verteilerrohr 41 angeschlossen, das am Gehäuse 10 mit Hilfe einer Klemme 42 festgehalten ist. Wenn über dieses Verteilerrohr Druckluft zugeführt wird, können gleichzeitig alle Fa denbremsen, welche dieser Schärmaschine zugeordnet sind, mechanisch gebremst werden. 



   Abweichungen von der dargestellten Ausführungsform sind in vielerlei Richtung möglich, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. Beispielsweise kann die Drossel 26 auch an der Austrittsöffnung 15 der Turbine vorgesehen sein. Statt der Zugfeder 25 kann eine Druckfeder oder ein anderes geeignetes Mittel zur Einstellung der Vorspannung des Fadenspannungs-Vergleichers vorgesehen sein. Die Drossel kann auch in einer Umfangswand des Laufrades vorgesehen werden. 

Claims (11)

1. Kompensations-Fadenbremse, insbesondere zur Anordnung in Schärgattern, mit einem mechanischen Fadenspannungs-Vergleicher und mit einem hiermit gekoppelten Stellglied, das die auf den Faden wirkende Bremskraft beeinflusst, gekennzeichnet durch eine drehbare Rolle (3), die von dem sie wenigstens teilweise umschlingenden Faden (1) mitnehmbar ist, durch eine Turbine (T), deren Laufrad (6) mit der Rolle (3) verbunden ist, und durch eine mit Hilfe des Stellglieds (24) gebildete Drossel (26) im Weg der Turbinenströmung.

2. Kompensations-Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Stellglied als Platte (24) ausgebildet ist und den Querschnitt der Eintritts- oder Austrittsöffnung (12, 13) der Turbine (T) ändert.

3.

Kompensations-Fadenbremse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Turbine (T) eine zentrische Eintrittsöffnung (12, 13) besitzt und das Stellglied durch eine Platte (24) gebildet ist, die um eine zur Turbinenachse parallele Achse (21) schwenkbar ist.

4. Kompensations-Fadenbremse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Platte (24) starr mit einem Vergleicherhebel (20) verbunden ist, der zur Erfassung der Fadenspannung mit einer Fadenumlenkstelle (18) versehen und durch eine einstellbare Sollwertkraft einer Feder (25) belastet ist.

5. Kompensations-Fadenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtung des austretenden Fadens (1) durch eine Austrittsöse (19) vorgegeben ist und dass die Turbine einen tangentialen Austrittskanal (14) aufweist, der parallel zum austretenden Faden verläuft.

6.

Kompensations-Fadenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rolle (3) ausserdem mit einer Metallscheibe (8) verbunden ist und dem Scheibenrand (29) ein Magnetsystem (30) zugeordnet ist.

7. Kompensations-Fadenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallscheibe (8) das Turbinen-Laufrad (6) einseitig abdeckt.

8. Kompensations-Fadenbremse nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Magnetsystem (30) relativ zum Scheibenrand (29) mit radialer Komponente verstellbar ist.

9. Kompensations-Fadenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Bremsschuh (38) vorgesehen ist, der pneumatisch oder elektromagnetisch betätigbar ist.

10.

Schärmaschine mit einer vorgeschalteten Kompensations-Fadenbremse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch einen Bremsschuh (38), der beim Stop der Schärmaschine aktiviert wird und die Rolle (3) zum Stillstand bringt.

11. Schärmaschine nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremsweg der Rolle (3) bis zum Stillstand gleich oder kürzer ist als derjenige an der Schärmaschine.