CN103347805A - 具有摩擦带制动的自补偿丝状物张力控制装置 - Google Patents

Abstract

一种用于调节丝状材料从卷轴（S）的抽出的自补偿张力控制装置（20），包括保持倒置的凸轮表面（140）的固定支撑部（22）和能转动地承载卷轴的心轴组件（30）。施加于所述丝状材料的与偏压力相反的张力使得心轴组件相对于固定支撑部线性地移动。制动机构（120）包括：制动鼓（121），能与所述心轴组件一起转动；摩擦带（182），适于接合制动鼓；以及摇臂（130），接合凸轮表面（140）。当施加于丝状材料的张力降低且不能克服偏压力时，凸轮辊（136）接合凸轮表面并且使得摩擦带在制动鼓上产生制动力。当偏压力与张力平衡时，以调节的速率发生丝状材料的抽出。

Description

具有摩擦带制动的自补偿丝状物张力控制装置

技术领域

本发明总体上涉及用于调节将丝状材料（filamentary material，纤维材料）从卷轴抽出所用的张力大小的自动张力控制装置。更特别地，本发明涉及这样一种张力控制装置，其倾向于在运行参数变化时保持丝状材料中的张力基本上恒定。更具体地说，本发明涉及这样一种张力控制装置，其采用能够横向移动的心轴滑架，该心轴滑架与凸轮致动的摩擦带式制动器一起操作，从而倾向于保持丝状物中的张力基本上恒定。

背景技术

丝状材料包括单个股和多个股形式的纤维、平坦带、或以较长的长度生产的管状物并且方便地缠绕在卷轴上。各种丝状材料可以是天然的或合成的纤维、玻璃或金属。这些材料通常被用作塑料或弹性化合物的增强物，或者如在纺织工业或轮胎工业中，这些材料自身可以被制成整体物件。无论什么应用，常规做法是，在使用位置处或者使用位置附近将丝状材料从卷轴抽出。为了方便这种移出，常规做法是卷轴安装在心轴或放卷（let-off）装置上，所述装置允许卷轴在丝状物被抽出时转动。

张力控制装置的主要功能是在丝状物从卷轴抽出时提供丝状物的均匀张力。当缠绕在卷轴上的丝状物的重量和直径随着丝状物消耗而减少时、和/或如果抽出的速度改变时，这个要求也适用。此外，在采用多个张力控制装置的系统中，在所有装置中抽出张力必须基本上均匀。该装置的另一个功能是当停止抽出时施加附加的张力（或制动），从而使得由于卷轴及其内容物的动量导致的丝状物在卷轴上的松散（unraveling）最小化。在停止的条件下，这种制动还可用于在卷轴上的加载期间保持心轴转动稳定。

已经开发出多种制动装置来用于与线轴架一起使用。这些制动装置中的许多提供了用来使丝状物在比从卷轴放出（payout）或抽出所需的张力大的张力下放出。随着张力减小，在丝状物中出现松驰的情况下，施加制动力来减慢卷轴的转动。进一步地，在丝状物中保持的张力的大小必须是变化的，以便适应于在各种条件下与不同丝状物的操作。在过去，这种具有可变张力控制的线轴架常常需要多个单独的调整，并且不具有期望的紧凑性。一些设计甚至在卷轴被清空时仍需要丝状物放出或抽出期间的张力调整。在其他情况下，尤其是在高张力应用下，线轴架已呈现出在期望张力附近的周期变化形式的不期望的猎振（hunting）或脉动（loping）。

在轮胎工业中使用的商业上较为成功的张力控制装置中的一种是根据申请人的第3,899,143号美国专利。该装置具有承载卷轴支撑部的支撑结构和独立安装的可转动的枢转轴。固定在枢转轴上的第一杆臂承载导向部和制动部，所述导向部用于当从安装在卷轴支撑部上的卷轴抽出丝状材料时张拉所述丝状材料，所述制动部选择性地接合所述卷轴支撑部。固定在枢转轴上的第二杆臂与气缸操作性地连接，所述气缸实现经由枢转轴传输到第一杆臂的偏压。

根据第3,899,143号美国专利的张力控制装置表明了在不同条件下并且在各种丝状物的情况下的示例性操作特征。然而，还存在这些张力控制装置并不适合的多种情况。已经发现，控制臂和导向辊容易由于可能由卷绕的材料的缠结而造成的过张紧而损坏。在丝状材料是大尺寸（heavygauge，较重规格的）线的情况下，导向辊会对线的形状赋予“铸型”或失真。这可能会导致不太令人满意的最终产品或需要提供附加的制造设备来使线平直化。到现在，仍然没有合适的从卷轴分配重（heavy）丝状材料的综合装置。另外，第三个问题是，控制臂和辊抑制了在线轴架组件上密集地安装多个张力控制器。

克服与现有技术相关的上述问题的一种方法是提供这样一种张力控制装置，在该张力控制装置中，卷轴由可枢转地安装的心轴组件承载，所述心轴组件通过可枢转地安装的制动组件而可移动，如在第6,098,910号美国专利中所见的。通过利用与制动组件相接合的固定凸轮，只要丝状材料缺少预定的张力，心轴的转动就会受到抑制。制动组件设置有具有凸轮轴承的可滑动块，所述凸轮轴承被弹簧偏压抵靠由凸轮提供的曲线凸轮表面。取决于施加至丝状材料的张力的大小，这将提供制动力的逐步但稳固的施加或移除。随着材料从卷轴解开，响应于材料的变化张力而调整通过凸轮施加的制动力。因而，增加的张力作用于可枢转地安装的心轴组件上，造成制动力被解除了一增加的量，从而倾向于保持丝状物的张力恒定；相反，减少的张力导致要施加更大的制动力，其中在零张力时全制动（在装置的极限内）。虽然在本技术领域中有改进，但具有可枢转地安装的心轴的上述张力控制装置利用摆动运动来提供心轴和卷轴的位移。然而，这种摆动运动对操作张力赋予了重力的作用，因为来自于重力的力随着角位移而改变。因此，来自于重力的力可为装置的期望张力输出的数倍。

在本技术领域中还已知的是，使用磁涡流制动器来提供丝状材料从中抽出的卷轴的反张力（back tension）。在一种已知的装置中，涡流盘与卷轴一起转动，并且控制臂枢转地安装于卷轴附近。丝状材料经过被安装于控制臂一端的导向辊。控制臂的相对端承载磁性材料。丝状材料中的张力被限定为大于枢转或移动控制臂所需的力。该力的大小能够通过加压的隔膜式缸调整。如果丝状物的张力超过控制臂力，则磁制动材料移动远离涡流盘，并且卷轴上的制动力减少。如果丝状物的张力小于控制臂力和隔膜的力，则磁制动材料朝向涡流盘移动，并且卷轴上的制动力增加。然而，控制臂的使用具有前面提到的问题：使得丝状材料赋予扭曲、由于过张紧而损坏导向辊、以及阻止此类装置相互密集地安装于线轴架组件上。

鉴于上述装置的缺陷，本技术领域中仍然需要这样一种张力控制装置，其在仍旧提供未采用控制臂和导向辊的装置的好处的同时，使来自于重力的力最小化。

发明内容

鉴于上述情况，本发明的第一方面是提供一种具有摩擦制动的自补偿丝状物张力控制装置。

本发明的另一个方面是提供一种用于调节丝状材料从卷轴的抽出的自补偿张力控制装置，所述自补偿张力控制装置包括：固定支撑部，所述固定支撑部保持凸轮表面；心轴组件，由所述固定支撑部承载，所述心轴组件能转动地承载丝状材料的卷轴，其中，施加于丝状材料的与偏压力相反的张力使得心轴组件相对于固定支撑部线性地移动；以及制动机构，所述制动机构包括：制动鼓，能与心轴组件一起转动；摩擦带，适于与制动鼓接合；以及摇臂，所述摇臂在一端处具有能与凸轮表面接合的凸轮辊，并且在相对端处具有能够与跟摩擦带相关联的支架，其中，当施加于丝状材料的张力降低且不能克服偏压力时，凸轮辊与凸轮表面接合并且使得支架和摩擦带在制动鼓上产生制动力，并且其中，当偏压力与张力平衡时，以调节的速率（regulated rate，调整的速率）发生丝状材料的抽出。

附图说明

参照下面的描述、所附的权利要求和附图，本发明的该特征和其他特征以及优势将变得更好理解，附图中：

图1是体现本发明构思的自补偿丝状物张力控制装置的前等轴测视图，摩擦带制动部被示出为处于制动位置，其中，丝状材料的卷轴以虚影示出，并且其中，该装置控制丝状材料的抽出张力；

图2是被示出为处于非制动位置中的张力控制装置的前等轴测视图；

图3是被示出为处于制动位置中的张力控制装置的后等轴测视图；

图4是张力控制装置的俯视图；

图5是处于非制动位置中的被部分地打开的张力控制装置的正视图；

图6是处于制动位置中的张力控制装置的正视图；

图7是沿图5的线7-7截取的张力控制装置的局部横截面图；

图8是根据本发明构思的沿图4的线8-8截取的张力控制装置的前正截面视图，其中移除了卷轴以示出直线机构，该直线机构允许心轴组件相对于摩擦带制动系统呈现横向移动进出的关系；

图9是体现本发明构思的替换的自补偿丝状物张力控制装置的前等轴测视图，摩擦带制动部被示出为处于制动位置，其中，丝状材料的卷轴以虚影示出，并且其中，该装置控制丝状材料的抽出张力；

图10是可替换的张力控制装置的前等轴测视图，示出了该装置处于非制动位置中；

图11是可替换的张力控制装置的后等轴测视图，示出了该装置处于非制动位置中；

图12是可替换的张力控制装置的俯视图；

图13是可替换的控制装置的仰视图；

图14是处于非制动位置中的部分拆卸的可替换的张力控制装置的正视图；

图15是处于制动位置中的部分拆卸的可替换的张力控制装置的正视图；以及

图16是根据本发明构思的沿图14的线16-16截取的且部分地拆卸的可替换张力控制装置的横截面图，示出了摩擦制动系统的元件和线性球轴套（ball bushing，球套）机构，该机构允许心轴组件相对于摩擦带制动系统呈现横向移动进出的关系。

具体实施方式

根据本发明构思的具有摩擦带制动部的示例性自补偿丝状物张力控制装置总体上由数字20表示，如图1-8中所示的。张力控制装置20包括固定支撑部22或其他支撑结构，附接于线轴架或者该固定支撑部是线轴架的一部分，所述其他支撑结构是将丝状材料的独立股加工成最终制造物件的机器的一部分。应理解的是，线轴架可根据需要支撑多个装置20。固定支撑部22包括支撑框架24，该支撑框架通过螺栓、焊接或其他固定附件安装在线轴架上。支撑框架24包括基本上从其垂直地延伸的上支撑臂26A和下支撑臂26B，并且其中支撑臂26用来支撑或承载控制装置20的其他部件。隔膜致动器支架28从上支撑臂26A垂直地向外延伸，但在一些实施例中，隔膜致动器支架可直接从框架24延伸。

总体上由数字30表示的心轴组件由固定支撑部22承载，心轴组件与总体上由数字34表示的直线机构结合。心轴组件30与直线机构34之间的相互关系将随着描述的展开而详细讨论。

心轴组件30承载丝状材料的卷轴S，丝状材料被牵拉，以导致卷轴的转动运动。如图1所示，丝状材料被牵拉到装置的右方，如大大写字母T所表示的，从而导致卷轴S的顺时针转动。换句话说，张力T被施加于丝状材料，使得卷轴转动。本领域技术人员可理解的是，只要对控制装置20的部件进行适当的修改以允许这种构造，或者如果将整个装置颠倒地安装，则可沿另一方向牵拉丝状物，从而使得卷轴沿逆时针转动。

心轴组件30包括心轴40，所述心轴被可转动地接收于托架42中并且心轴从中轴向地延伸。如图7最佳地示出的，轴承44设置在心轴40与托架42之间，以允许心轴40的转动运动。如图1至4所示，托架42包括制动端46。在制动端46附近，驱动板52附接至心轴40并且与心轴一起转动，心轴轴向地延伸穿过驱动板。心轴具有逐渐变细的端部54，以允许容易地加载卷轴S。驱动销56沿与心轴相同的方向从驱动板52延伸，并且驱动销相对于心轴40径向地偏离。驱动销56被接收于卷轴的内部或毂中，并且有利于在卷轴与心轴组件之间传递转动和制动力。换言之，当丝状物从卷轴抽出或拉出时，由于施加张力，所以施加至卷轴的转动力被传递至驱动销56、驱动板52和心轴40。同样地，如将要描述的，施加于心轴的制动力通过驱动板、驱动销和卷轴被传输以减慢或停止卷轴的转动。

如图1至3和8最佳地示出的，托架42包括一对前托架臂66A/B和一对后托架臂68A/B，所述前托架臂和所述后托架臂从托架的每一侧径向地延伸。托架臂66、68设置在托架的前端和后端处，并且采用后缀来指定邻近于张力控制装置的其他特征的托架臂。具体地，前托架臂66A设置在装置的加载组件附近，而前托架臂66B设置在装置的相对侧附近。以相应的方式，后托架臂68A位于加载组件侧的附近，而后托架臂68B位于相对侧附近。每个托架臂66A/B和68A/B均设置有延伸穿过其中的托架臂孔70。将理解的是，托架臂66A和66B沿彼此相反的方向延伸，并且定向成隔开约180°。托架臂68A和68B也远离彼此地延伸。因此，托架臂从托架42径向地延伸以成为直线机构34的一部分。鼻部72从托架42的顶侧径向地延伸并且以大约90°远离延伸任一对托架臂。鼻部孔74延伸通过鼻部72，如图7中最佳地示出的。

托架凸缘75从托架基本垂直地延伸。具体地，凸缘75从托架42的顶侧且大致在前托架臂66之间延伸。枢转销孔76延伸通过凸缘75，所述枢转销孔接收从两侧伸出的枢转销77。

直线机构34将托架臂66A/B和68A/B互相连接至支撑臂26A和26B。正如随着说明的展开而将理解的，直线机构允许心轴40的线性运动。具体地，施加于丝状材料的张力的变化使得心轴40基本上水平且线性地相对于固定支撑部左右移动。直线机构34包括一对下臂突出部78，所述一对下臂突出部隔开并且基本上垂直地从支撑臂26B延伸。每个突出部78具有延伸穿过突出部的突出部孔80，突出部孔彼此对齐。机构34还包括一对隔开的上臂突出部82，所述一对隔开的上臂突出部互相隔开并且基本上垂直地从支撑臂26A延伸。每个突出部82包括突出部孔84，所述突出部孔基本上彼此对齐。

将突出部78互连于托架臂66A和68A、以及将突出部82互连于托架臂66B和68B的是联接臂。具体地，下联接臂88包括横穿过所述下联接臂的每一端延伸的一对联接臂孔90。每个联接臂孔90与突出部孔80对齐，并且联接臂孔接收穿过联接臂孔的联接枢转销92。联接臂88的另一端连接于托架臂66A和68A，其中枢转销92延伸通过相应的联接臂孔90和臂孔70。以类似的方式，上联接臂94将托架臂66B和68B连接于突出部臂82。联接臂94具有横穿过所述上联接臂的每一端延伸的联接臂孔96。一个联接臂孔94与托架臂孔70对齐，以接收枢转销98。下联接臂94的另一端通过延伸穿过另一联接臂孔96的联接枢转销98连接于下臂突出部82及其相应的突出部孔84。本领域技术人员将理解，使用联接臂88和94将托架臂66A、66B和68A、68B互连到上臂突出部78和下臂突出部82形成了直线机构34，该直线机构允许心轴组件30左右移动。将进一步理解，该运动在心轴40处是基本上线性的。

如所讨论的，利用加载组件100来产生偏压力，以便初始地定位心轴组件30相对于制动机构的线性关系。具体地，加载组件包括隔膜致动器102，其中一端安装于隔膜致动器支架28。空气管104的一端连接到隔膜致动器102，并且相对端连接到加压空气系统（未示出）。活塞杆106从隔膜致动器102的与空气管相对的一端延伸并且连接于与鼻部72互相配合的马蹄件（clevis）110。马蹄件110具有鼻端孔114，该鼻端孔与鼻部孔74对齐，其中马蹄件销112延伸通过鼻端孔114和鼻部孔74，以将杆106连接到托架42。经由空气管104通过隔膜致动器102施加预定量的压力，以使活塞杆106向外伸出并且使心轴组件30移动进入制动位置，如将描述的。其他偏压力可以由重力或心轴组件和/或直线机构相对于固定支撑部的倾斜定向产生。

制动机构120主要连接于支撑臂26A和距离支撑板24最远的上臂突出部82并由该上臂突出部和该支撑臂承载。机构120还通过枢转销77由凸缘75支撑。机构120还通过心轴而耦接到托架，如将要描述的。制动机构120包括圆形制动鼓121，该圆形制动鼓与心轴40和驱动板52一起转动并连接至该心轴和驱动板。鼓121提供相对光滑的外直径制动表面122。与制动机构120关联的是总体上由数字180表示的带组件。带组件180包括摩擦带182，该磨擦带具有固定端夹184和偏压端186。在本实施例中，摩擦带182沿大约180°与制动表面122接触。在其他实施例中，可以通过调整固定端184的位置来获得更多或更少的接触。如图5和6最佳地示出的，而且也在所有图1-8中示出，固定端184固定于托架42或者固定于连接至托架的其他部件。具体地，凸缘188从托架42延伸，并且固定端夹从凸缘垂直地延伸。偏压端186包括用于固定摩擦带182的相对端的夹192。从夹192延伸的是柱194，该柱上可滑动地接收U型支架196。

U型支架196包括基座198，基座具有穿过基座的柱孔200，柱孔可滑动地接收所述柱194。侧部202以基本平行的构造从基座198的每个端部延伸。销孔204在与基座198相对的一端处延伸通过每一侧202。可滑动套筒206套设在柱194上并且高度比U型支架侧部202稍矮。弹簧208套设在套筒206周围并且由基座198支撑。在未被压缩的情况下，弹簧208的长度比套筒206长。垫圈210套设在弹簧208上并被接收于柱194上，且通过螺母212被固定就位，该螺母被固定于柱194的端部。支架销216延伸通过销孔204并且将U型支架连接至制动机构120的其他部分，如将要讨论的。

摇臂130是制动机构120的另一部分并且将固定支撑部耦接于托架组件。具体地，摇臂130包括一对相对的摇臂板131，所述摇臂板相互隔开并且彼此平行。一对对齐的凸缘销孔132位于摇臂板的一端处，所述凸缘销孔可转动地接收支架销216的相应端部。摇臂板131还包括一对对齐的枢转孔133，所述枢转孔接收枢转销77。枢转销77由支架75支撑并允许摇臂枢转。每个摇臂板131还提供了辊孔135，所述辊孔彼此对齐并且位于凸缘销孔132的相对端处。凸轮辊136由辊孔135承载并且设置在板131之间。

凸轮支架138固定且紧固于直线机构的上突出部82。支架138提供倒置（inverted，颠倒）的凸轮表面140，该凸轮表面是曲线的并且该凸轮表面由凸轮辊136接合。因此，当托架从一端到另一端地移动时，辊136沿着凸轮表面140行进。本领域技术人员将理解，直线机构34的从一端到另一端的移动产生轻微摆动动作。虽然心轴40总是沿直线移动，但是机构34在联接臂连接部处也向上和向下轻微摆动。考虑到此向上摆动运动，倒置的凸轮表面140提供了适当的曲线表面，以确保丝状材料的受控号张力。当张力施加于丝状材料并且不足以克服由加载组件100提供的偏压力时，托架被放在中间的、部分加载位置中，如图2所示。

在操作中，在卷轴S加载到心轴组件30上、并且空气压力被施加于加载组件100之后，张力控制装置已准备好操作。施加到组件100的空气压力是这样的，即，使得由加载组件100传递的力与期望的抽出张力基本上相等。最初，直线机构34由来自于加载组件100的力偏压，使得辊136沿凸轮表面140向下移动，从而施加一制动力。最初或当丝状材料的张力突然释放或不足以克服加载力时，则托架组件移动远离所施加的力，并且凸轮辊136沿曲线凸轮表面140向下移动。当这种情况发生时，摇臂130在枢转销77处向下枢转，沿柱194向上压迫U形支架196，以便压缩弹簧126并迫使摩擦带在制动鼓制动表面122上施加制动力。具体地，当摇臂130被迫使以逆时针的方式枢转时，U形支架压缩所述弹簧208并在摩擦带182上逐渐施加拉力。弹簧208的压缩受套筒206的长度限制。换句话说，当U形支架196的基座被向上牵拉时，弹簧被逐渐压缩，直到弹簧被压缩到与套筒206等同的高度。在这个阶段，通过摩擦带在制动表面122上施加充分的力。这个力被维持，直到加载组件100被丝状材料的张力克服。制动力被传递通过制动鼓、驱动板52和驱动销56，以便控制卷轴的转动。事实上，制动力减慢了卷轴的转动，并且当丝状材料的抽出减慢或停止时减慢或停止卷轴的转动。丝状材料中产生的张力与加载组件的偏压力相反，导致了直线机构（连同心轴组件30和卷轴S）运动离开或远离凸轮表面140的上部，直到丝状材料的张力与加载组件100的力基本上平衡。换句话说，当由加载组件施加的偏压力或由装置20的构造提供的其他力与施加到丝状材料的张力等同或平衡时，丝状材料被允许以调节的速率放出或抽出。当这些力相互抵消时，心轴组件相对于固定支撑部线性地移动。在大多数实施例中，该线性运动基本上是水平的，但也可以沿其他方向，这取决于心轴组件相对于固定支撑部如何定向。

如果丝状材料的抽出速度改变或如果卷轴上的缠绕材料的直径改变，只要加载组件的力落在装置的操作限制内，直线机构（连同心轴组件30和卷轴S）的运动便自动调整至由加载组件100传递的力。为了改变丝状材料的操作张力，仅需要改变施加到加载组件100的压力、或者以另一种适当的方式改变偏压力。

显然，当抽出速度停止时，抽出张力下降为零，因为卷轴S和心轴组件30连同制动鼓121不再转动，并且没有产生摩擦力或减速阻力（retarding drag，制动阻力）。换句话说，当抽出速度减慢时，张力降低且不能克服偏压力，然后凸轮辊136朝向并沿着向下倾斜的曲线凸轮表面140移动，使得由摩擦带182在制动表面122上施加制动力。

本领域技术人员将理解，除了摩擦之外，直线机构消除了重力的影响，所述摩擦根据卷轴的重量而变化，但通过在接合部中使用减摩轴承而消除。该实施例的进一步有利之处在于，消除了对控制臂的需要，从而避免了现有技术中使用的控制臂上的磨损以及通过控制臂编结（laced）的丝状材料的缠绕的潜在问题。此外，控制臂的消除大大减少了装置20的总体尺寸。这允许更多的装置被放置在线轴架上，或允许等同数量的装置被放置在较小尺寸的线轴架上。这节省了工厂车间的空间，从而允许改进工作流程和其他益处。此外，因为上排的线轴架的高度减小，卷轴更容易加载。

现在参照图9-16，可以看到，示出了张力控制装置的可替换实施例。在该实施例中，直线机构由线性球轴套机构替代，该线性球轴套机构也允许基于由丝状材料施加的牵拉力而进行的托架组件的线性运动。除了替代直线机构的球轴套机构的特定操作特征，该可替换实施例以基本上相同的方式操作。并且除了替代直线机构之外，所有部分基本上相同。在适当之处，相同的标识数字用于相同的部件，并且那些特征被结合到当前的实施例中。在该实施例中，装置150包括支撑框架152，该支撑框架承载总体上由数字153表示的线性球轴套机构。如先前实施例那样，该支撑框架固定于线轴架结构。一对隔开的支撑臂154和160以基本上垂直且隔开的方式从支撑框架152延伸。每个支架臂154、160具有至少一个开口，并且在该实施例中分别示出为彼此对齐的一对轨道开口156和162。

隔膜式致动器支架158从支撑臂160延伸且承载加载组件100，所述加载组件如先前实施例中描述的那样操作。然而，在该实施例中，加载组件100耦接于托架的下侧。制动支架164从托架170延伸并承载制动机构120。在这个实施例中，凸缘188从支架164延伸并承载固定端夹184。

在这个实施例中，采用托架170，该托架可滑动地安装在滑轨172上，所述滑轨在支撑臂154和160之间延伸。具体地说，滑轨172被承载和安装于轨道开口156和162中。托架170包括两对托架套筒174，所述托架套筒安装于托架的顶侧并且可滑动地接收滑轨172。换句话说，托架套筒174中的一对托架套筒与滑轨172中的每个相关联。当然，任何数量的托架套筒可与每个滑轨相关联。因此，取决于由丝状材料施加的张力和由加载组件100施加的偏压力，托架170沿滑轨172线性地移动。并且在这个实施例中，凸轮支架138固定且紧固于支撑臂154中的一个。

将理解的是，在参照图9-16时，制动鼓是由心轴承载并且当心轴转动时转动，并且制动鼓被安装为邻近于托架的卷轴端。此外，包括制动摩擦带的制动机构120安装为邻近驱动板52。然而，本领域技术人员将理解，如果需要，制动机构120可以放置在托架170的另一侧上，只要制动鼓121是同样地移动到托架的相同侧即可。

装置150的球轴套实施例的操作类似于装置20的球轴套实施例的操作，并且采用那些操作特征。当张力被最初施加于丝状材料时，加载组件100或其他结构特征施加偏压力，以保持托架170和制动鼓121紧邻制动机构。当偏压力被克服时，丝状材料上的张力将沿基本上水平的且线性的方向牵拉心轴组件远离制动机构120，并且允许卷轴通过施加的减小的制动力而转动。在丝状材料上的张力或力突然释放且卷轴继续转动的情况下，则加载组件100将推动托架组件170水平地且线性地朝向制动机构返回。结果，辊136沿基本上线性的凸轮表面140’移动。与其他实施例中的曲线相反，在该实施例中，考虑到托架170仅能沿滑轨线性地移动，凸轮表面基本上是线性的。在任何情况下，摇臂130的枢转使得制动带移动以与制动表面122接合接触。此时，摩擦带182接合制动表面122，并且产生相应的制动力，以减缓或停止心轴的转动并且因此减缓或停止卷轴的转动。

将理解的是，装置150具有与装置20相同的许多益处和优点。虽然球轴套是低摩擦的，但是它们确实具有足够的摩擦以干扰由于滑轨的偏斜产生的重卷轴载荷的作用。然而，该装置在与重量轻的丝状材料的卷轴结合使用时也可以是有益的。

因此，可以看出，本发明的目的已经通过上述的结构及其使用方法而满足。虽然根据专利法，仅呈现并详细描述了最佳模式和优选实施例，但是应理解，本发明并不局限于此。因此，对于本发明的真正范围和广度的理解，应参考所附的权利要求。

Claims (13)

1.一种用于调节丝状材料从卷轴的抽出的自补偿张力控制装置，包括：

固定支撑部，所述固定支撑部保持凸轮表面；

心轴组件，由所述固定支撑部承载，所述心轴组件能转动地承载丝状材料的所述卷轴，其中，施加于所述丝状材料的与偏压力相反的张力使得所述心轴组件相对于所述固定支撑部线性地移动；以及

制动机构，包括：制动鼓，能与所述心轴组件一起转动；摩擦带，适于接合所述制动鼓；和摇臂，在一端处具有能与所述凸轮表面接合的凸轮辊，并且在相对端处具有与所述摩擦带相关联的支架，

其中，当施加于所述丝状材料的所述张力降低且不能克服所述偏压力时，所述凸轮辊接合所述凸轮表面并且使得所述支架和所述摩擦带在所述制动鼓上产生制动力，并且其中，当所述偏压力与所述张力平衡时，以调节的速率发生所述丝状材料的抽出。

2.根据权利要求1所述的装置，进一步包括：

直线机构，将所述固定支撑部耦接于所述心轴组件，以便根据施加于所述丝状材料的张力和所述偏压力而允许所述心轴组件基本上水平且线性地移动。

3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述心轴组件包括能转动地被接收于托架内的心轴，所述托架具有从所述托架的相对侧径向地延伸的一对隔开的托架臂，每个所述托架臂均具有托架臂孔，并且其中，所述固定支撑部包括：

支撑框架；

上支撑臂，从所述支撑框架的一侧延伸；以及

下支撑臂，从所述支撑框架的另一侧延伸；每个所述支撑臂具有相隔开的臂突出部孔，所述臂突出部孔彼此对齐。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述直线机构进一步包括：

第一联接臂，将所述上支撑臂与所述一对托架臂中的一个能枢转地相连接；以及

第二联接臂，将所述下支撑臂与所述一对托架臂中的另一个能枢转地相连接。

5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述托架能转动地承载所述制动鼓并具有心轴端，所述心轴从所述心轴端延伸，所述心轴端具有沿与所述心轴相同的方向延伸的驱动销，所述驱动销适于由所述卷轴接合，使得所述卷轴的转动导致所述制动鼓的转动。

6.根据权利要求5所述的装置，其中，所述凸轮表面是曲线的。

7.根据权利要求2所述的装置，进一步包括：

加载组件，安装于所述固定支撑部并且耦接于所述心轴组件，以将所述偏压力传输于所述心轴组件并使所述凸轮辊移动以与所述凸轮表面接合。

8.根据权利要求2所述的装置，进一步包括：

球轴套机构，将所述固定支撑部耦接于所述心轴组件，以便根据施加于所述丝状材料的张力和所述偏压力而允许所述心轴组件基本上水平且线性地移动。

9.根据权利要求8所述的装置，其中，所述心轴组件包括能转动地接收于托架内的心轴，所述托架安装有至少一个托架轴套，并且其中，所述固定支撑部包括相对的支撑臂，每个支撑臂均具有彼此对齐的至少一个轨道开口，并且至少一个滑轨的相对端被接收于所述轨道开口中。

10.根据权利要求9所述的装置，其中，所述至少一个滑轨能滑动地接收于所述至少一个托架套筒中。

11.根据权利要求10所述的装置，其中，所述制动鼓和所述心轴从所述托架延伸，所述托架还保持一驱动销沿与所述心轴相同的方向延伸，所述驱动销适于由所述卷轴接合，使得所述卷轴的转动导致所述制动鼓的转动。

12.根据权利要求11所述的装置，其中，所述凸轮表面是线性的。

13.根据权利要求8所述的固定设备，进一步包括：

加载组件，安装于所述固定支撑部并且耦接于所述心轴组件，以将所述偏压力传输于所述心轴组件并使所述凸轮辊移动至与所述凸轮表面接合。

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