DE10056485A1 - Fadenbremsring - Google Patents

Abstract

Ein Fadenbremsring (R) für eine Fadenbremse, der die Form eines Kegelstumpfmantels hat, eine innere, kontinuierliche Bremsfläche (1) aufweist, eine Stärke zwischen 0,05 mm und 0,5 mm besitzt und aus einem flach vorgefertigten C-förmigen Streifen aus Stahl durch Verbinden der Streifenenden in einer Stoßnaht (W) gebildet ist, besteht aus walzgehärtetem rostfreiem Stahl, wobei die Stoßnaht (W) ohne Zugabe von Schweißmaterial mit einem Hochenergiestrahl geschweißt ist. Zweckmäßigerweise ist die Stoßnaht lasergeschweißt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Fadenbremsring der im Oberbegriff des Anspruchs 1 an­ gegebenen 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 Fadenabzugs­ fläche 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 Rota­ tionsbewegung 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 Ver­ schleißfestigkeit unter der Reibbelastung durch das jeweilige Fadenmaterial und auch der Reibbelastung an der meist metallischen Abzugsfläche.

Bei dem aus US-A-5 546 994 bekannten Fadenbremsring aus einem Metallblech­ streifen erstreckt sich die Naht schräg gegenüber der Erzeugenden des Kegelstump­ fes. Konventionelles Stahlblech mit einer auf konventionelle Weise gebildeten Naht führt zu einer die Gleichmäßigkeit der Elastizität des Bremsringes im Betrieb beein­ trächtigenden Inhomogenität. Die konventionell gebildete Naht erfordert in den meis­ ten Fällen eine aufwendige und kostenintensive Nachbearbeitung, um die erforderli­ che 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 unregelmäßi­ ges Verschleißmuster an der Bremsfläche manifestiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Fadenbremsring der eingangs ge­ nannten 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 Eigen­ schaften, d. h. die leichte radiale Deformierbarkeit des Bremsringes, wie sie für die einwandfreie Funktion in einer Fadenbremse benötigt wird, in Kombination mit außer­ ordentlicher Verschleißfestigkeit in der Bremsfläche. Dieses Stahlmaterial bietet auch hohe Gleichförmigkeit bzw. Homogenität. Die ohne Zugabe von Schweißmaterial ge­ schweißte 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 rost­ freiem Stahl bestehende und ohne Zugabe von Schweißmaterial verschweißte Fa­ denbremsring ist besonders geeignet zum Kontakt mit textilem Fadenmaterial.

Besonders zweckmäßig wird die Stoßnaht durch Laserschweißen gebildet. Die Laser­ schweißtechnik bietet den Vorteil einer sehr präzisen Ausbildung der Stoßnaht in ei­ nem sehr glatten und schmalen Nahtbereich. Die Streifenenden werden so nahe wie möglich stumpf zusammengeführt, höchstens mit einem Abstand von einigen Hun­ dertsteln eines Millimeters oder besser direkt aneinandergestoßen, und mit dem La­ serstrahl geschweißt.

Dabei wird zweckmäßigerweise ein Lichtfaserlaser eingesetzt, weil mit einem Lichtfa­ serlaser extrem dünne Stoßnähte herstellbar sind. Gegebenenfalls wird in einer Schutzgasumgebung oder unter Vakuum geschweißt.

Als weitere Alternative bietet sich Elektronenstrahlschweißen an, weil auch die Elekt­ ronenstrahlschweißtechnik in der Lage ist, außerordentlich präzise, dünne und glatte Schweißnähte zu bilden, die keiner Nachbearbeitung für den Einsatzfall in einer Fa­ denbremse 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 Erzeugen­ den des Kegelstumpfmantels auszurichten. Dadurch verteilt sich die Stoßnaht auf ei­ nen 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 auszu­ bilden. 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 Techni­ ken, die sehr saubere und scharfe Ränder mit hoher Maßgenauigkeit herstellen las­ sen.

Anhand der Zeichnung wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes er­ läutert. Es zeigen:

Fig. 1 ist eine Perspektivansicht eines Fadenbremsrings mit einer Stoßnaht, wobei gleichzeitig mehrere Möglichkeiten der Ausbildung der Stoßnaht angedeutet sind.

Der Fadenbremsring R in Fig. 1 ist hergestellt aus einem flach vorgefertigtem C- förmigem Streifen aus walzgehärtetem rostfreiem Stahl S. zweckmäßigerweise kalt gewalztem, gehärtetem rostfreiem Stahl mit zueinander parallelen Streifenrändern 2, 3 und zueinander passenden, entsprechend orientierten Streifenenden. Diese Vorfer­ tigung 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 her­ gestellt. Zweckmäßigerweise wird hierzu ein Lichtlaser eingesetzt. Alternativ kann die Stoßnaht W durch Elektronenstrahlschweißen gebildet werden. Dann ist der Faden­ bremsring 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 prakti­ kabel. Der walzgehärtete rostfreie Stahl ist zweckmäßigerweise kaltgewalzter gehär­ teter rostfreier Stahl, und kann vollständig blank oder angelassen sein.

Die Stoßnaht W ist entweder schräg gegenüber der Erzeugenden des Kegelstumpf­ mantels orientiert und gerade, oder gerade und entlang der Erzeugenden des Kegel­ stumpfmantels orientiert, oder S-förmig geschwungen, wie dies in Fig. 1 als Alternati­ ven für die Stoßnaht W gezeigt ist.

Die Schweißung kann von außen oder von innen vorgenommen werden.

Claims (8)

1. Fadenbremsring (R) für eine Fadenbremse, der die Form eines Kegelstumpfman­ tels 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.

2. Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßnaht (W) lasergeschweißt ist.

3. Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßnaht (W) mit einem Lichtfaser-Laser geschweißt ist.

4. Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden­ bremsring (B) aus kaltgewalztem, gehärtetem rostfreiem Stahl (S) besteht.

5. Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßnaht (W) gerade und entlang der Erzeugenden des Kegelstumpfmantels verläuft.

6. Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßnaht (W) gerade ist und schräg gegenüber der Erzeugenden des Kegelstumpfmantels ver­ läuft.

7. Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stoßnaht (W) S-förmig geschwungen verläuft.

8. Fadenbremsring nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangs­ ränder (2, 3) des Fadenbremsrings durch Ätzen, Laserschneiden oder Stanzen gebil­ det sind.