DE19526901A1 - Verfahren zum Öffnen eines Fadenspanners und Fadenspanner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Öffnen eines Faden­ spanners, der zwei einander gegenüberliegende Spannerteller aufweist, von welchen einer in axialer Richtung hin zu dem an­ deren fixiert ist und von welchen der andere in axialer Rich­ tung mit einer Belastungseinrichtung belastet ist, wobei einer der Spannerteller mittels eines elektromotorischen Antriebs di­ rekt antreibbar und mit ringförmig in einer definierten Teilung angeordneten Permanentmagneten versehen ist, denen ringförmig und in entsprechender Teilung angeordnete Permanentmagnete ge­ genüberliegen, die an einem Halter angebracht sind, der dreh­ fest mit dem anderen, mittels der Permanentmagnete indirekt an­ treibbaren Spannerteller verbunden ist, und einen Fadenspanner.

Bei einem derartigen Fadenspanner, wie er aus der DE 41 30 301 A1 bekannt ist, genügt ein Antrieb, um beide Spannerteller an­ zutreiben, ohne daß eine durchgehende Welle vorhanden ist. Die einander gegenüberliegenden, ringförmig angeordneten Permanent­ magnete richten sich automatisch so aus, daß sich ungleichnami­ ge Magnetpole gegenüberliegen, so daß sie von dem direkt ange­ triebenen Spannteller ein Drehmoment auf den auf diese Weise indirekt angetriebenen Spannerteller übertragen. Der eine Span­ nerteller mit den Permanentmagneten und der Halter für die dem anderen Spannerteller zugeordneten Permanentmagnete sind so in axialer Richtung fixiert, daß die magnetischen Anziehungskräfte der einander gegenüberliegenden ungleichnamigen Permanentmagne­ te aufgefangen werden, ohne an den Kräften beteiligt zu sein, mit denen die beiden Spannerteller aneinandergedrückt werden. Die Kraft, mit welcher die beiden Spannerteller gegeneinander gedrückt werden, wird somit ausschließlich von der Belastungs­ einrichtung bestimmt.

Zum Einlegen eines Fadens ist es zweckmäßig, den Fadenspanner zu öffnen, d. h. die beiden Spannerteller so auseinanderzubewe­ gen, daß zwischen ihnen ein Spalt besteht, in den der Faden eingelegt werden kann. Die DE 41 30 301 A1 offenbart nicht, wie ein derartiges Öffnen durchgeführt werden kann. Hierzu bieten sich bei der bekannten Bauart zwei Möglichkeiten an, nämlich zusätzlich eine mechanische Vorrichtung vorzusehen, mit der die Spannerteller auseinanderbewegt werden können, oder - falls die Belastungseinrichtung als eine magnetische Tauchspule ausgebil­ det ist - diese Tauchspule elektrisch so anzusteuern, daß sie den zugehörigen Spannerteller zurückzieht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchem auf einfache Weise, ohne Zusatzeinrichtungen und ohne größeren Steuerungs­ aufwand, ein Öffnen eines Fadenspanners möglich ist.

Diese Aufgabe wird gemäß dem Verfahren dadurch gelöst, daß zum Öffnen der direkt antreibbare Spannerteller relativ zu dem in­ direkt antreibbaren Spannerteller um die Teilung der Permanent­ magnete derart verdreht wird, daß sich die Permanentmagnete mit gleichen Polen gegenüberliegen und magnetische Abstoßkräfte die Spannerteller in axialer Richtung auseinanderbewegen.

Durch die erfindungsgemäße Lösung ist es möglich, die bereits vorhandenen magnetischen Kräfte für das Öffnen des Fadenspan­ ners auszunutzen, ohne daß eine aufwendige Steuerung erforder­ lich ist und ohne daß in die Belastungseinrichtung zu diesem Zwecke eingegriffen werden muß.

Bei einem Fadenspanner wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß Mittel zum Verhindern des Drehens des indirekt antreibbaren Spannertellers vorgesehen sind, daß der direkt antreibbare Spannerteller um die Teilung der ringförmig angeordneten Perma­ nentmagnete relativ zu dem indirekt antreibbaren Spannteller verdrehbar ist, und daß wenigstens einer der beiden Spannertel­ ler mitsamt den zugehörigen Permanentmagneten in Richtung der Abstoßkräfte der Permanentmagnete nachgiebig gehalten ist.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.

Fig. 1a und 1b zeigen einen Axialschnitt durch einen Fadenspan­ ner aus einer Spanneinheit und einer Antriebseinheit, bei welcher der Spannerteller der Spanneinheit eine Be­ wegung zum Öffnen des Fadenspanners ausführt und

Fig. 2 einen Axialschnitt durch eine Antriebseinheit eines Fa­ denspanners, bei welcher der Spannerteller der An­ triebseinheit die Bewegung zum Öffnen ausführt.

Der Fadenspanner nach Fig. 1a und 1b besitzt eine Antriebsein­ heit (10) mit einem Spannerteller (11) und eine Spannereinheit (12) mit einem Spannerteller (13). Abweichend von der Darstel­ lung nach Fig. 1a und 1b sind die Spannerteller (11, 13) im we­ sentlichen koaxial zueinander angeordnet, so daß sie einen lau­ fenden Faden zwischen sich klemmend aufnehmen.

Die Antriebseinheit (10) enthält ein Gehäuse (14), in welchem eine Achse (15) gelagert ist. Auf der Achse (15) ist drehfest ein Zahnrad (16) angeordnet, mit welchem ein Antriebsritzel (17) eines Antriebsmotors (18) kämmt, insbesondere eines Schrittmotors. Auf der Achse (15) ist ferner eine Hülse (19) des Spanntellers (11) angeordnet, die mittels Kupplungselemen­ ten (20) mit dem Zahnrad (16) gekuppelt ist. Die Achse (15) ist an ihren dem Spannerteller (11) abgewandten Ende mittels eines Lagers (21) in einer Lageraufnahme des Gehäuses (14) gelagert. Die Achse (15) ist an diesem Lager (21) mittels einer Lager­ scheibe (22) und eines Sicherungsringes (23) in Richtung von dem Spannerteller (11) hinweg fixiert. Die Hülse (19) des Span­ nertellers (11) ist mittels eines Lagers (24) ebenfalls in ei­ ner Lageraufnahme des Gehäuses (14) gelagert. Sie ist mittels einer Lagerscheibe (25) und eines Sicherungsringes (26) in Richtung zu dem Spannerteller (11) fixiert. Ein weiterer auf der Achse (15) angebrachter Sicherungsring (27) sichert die Po­ sition des Zahnrades (16) bezüglich der Hülse (19) des Spanner­ tellers (11). Der Spannerteller (11) besitzt eine etwa topfför­ mige Gestalt, wobei sein Rand von der dem Spannerteller (13) zugewandten Spannfläche hinweg weist. Zwischen dem Rand des Spannertellers (11) und einem Ansatz (28) des Gehäuses (14) sind mit Pfeilen angedeutete Dichtungsmittel (29) angeordnet.

Der Spannerteller (11) trägt auf seiner der Spannfläche abge­ wandten Seite ringförmig angeordnete Permanentmagnete (30), die so polarisiert sind, daß in Umfangsrichtung abwechselnd ein Nordpol und ein Südpol zu der Spannerseite des Spannertellers (11) weist. Die Permanentmagnete (30) sind in einer vorgegebe­ nen Teilung angeordnet, beispielsweise in Winkelabständen von 90°.

Die Spanneinheit (12) besitzt ein Gehäuse (34), das in einer Lageraufnahme eine Lagerbuchse (35) aufnimmt. In dieser Lager­ buchse (35) ist ein zylindrischer Ansatz (36) eines Halters (37) gelagert, der Permanentmagnete (31) in einer der Teilung der Permanentmagnete (30) entsprechenden Teilung hält. Der zy­ lindrische Ansatz (36) des Halters (37) ist in Richtung zu dem Spannerteller (13) mittels einer Lagerscheibe (38) und eines Sicherungsringes (39) fixiert.

Der zylindrische Ansatz (36) des Halters (37) weist eine Axial­ bohrung auf, in welcher ein Zwischenstück (40) angeordnet ist.

Das Zwischenstück (40) ist an seinem dem Spannteller (13) zuge­ wandten Ende mit Fingern (41) versehen, die eine Verdickung (42) eines Zapfens des Spanntellers (13) umgreifen. Zwischen der Rückseite des Spanntellers (13) und den Enden der Finger ist ein Federelement (43) angeordnet, das die Verdickung (42) an Anschläge der Finger (41) heranzieht und somit den Spanner­ teller (13) relativ zu dem Zwischenstück (40) fixiert.

Das Zwischenstück (40) ist drehfest mit dem Spannerteller (13) verbunden. Ferner ist es drehfest in dem Ansatz (36) gelagert, jedoch (in gewissen Grenzen) axial zu dem Ansatz (36) ver­ schiebbar. Hierzu ist der zylindrische Ansatz mit einem oder mehreren Stiften (44) versehen, die in entsprechende Längsnuten (45) des Zwischenstücks (40) eingreifen.

Der Halter (37) ist mit einem umlaufenden Steg (46) versehen, an welchem eine Schutzkappe (47) angebracht ist. Die Schutzkap­ pe (47) umgreift den der Spannfläche abgewandten Rand des topf­ artig gestalteten Spannertellers und erstreckt sich bis zu ei­ nem Ringbund des Gehäuses (34). Zwischen diesem Ringbund des Gehäuses (34) und der Schutzkappe (47) sind mit Pfeilen ange­ deutete Dichtungselemente (48) angeordnet.

Das dem Spannerteller (13) abgewandte Ende des Zwischenstücks (40) ist ebenfalls mit Fingern versehen, die mit Spiel eine Verdickung (49) eines Druckstößels (50) umgreifen, der koaxial zu dem Spannerteller (13) und dem Zwischenstück (40) angeordnet ist. Der Druckstößel (50) stützt sich in axialer Richtung punktförmig im Zentrum des Zwischenstückes (40) ab. Der Druck­ stößel (50) ist ferner in axialer Richtung formschlüssig mit einem Spulenträger (51) verbunden, der eine Tauchspule (52) trägt. Die Tauchspule (52) taucht in einen Topfmagneten (53) ein, der in dem Gehäuse (34) angeordnet ist. Der Druckstößel (50) ist in Lagern (54, 55) des Topfmagneten (53) axial ver­ schiebbar gelagert.

In dem Normalbetrieb richten sich die Permanentmagnete (30, 31) derart gegeneinander aus, daß ungleichnamige Pole der Magnete (30, 31) einander gegenüberliegen. Dadurch entsteht eine magne­ tische Kupplung zwischen dem direkt angetriebenen Spannerteller (11) und dem über die Permanentmagnete (30, 31) indirekt ange­ triebenen Spannerteller (13). Da der Spannerteller (11) in Richtung zu dem Spannerteller (13) lagefixiert ist und da auch der Halter (37) der Permanentmagnete (31) in Richtung zu dem Spannerteller (11) lagefixiert ist, werden die anziehenden Kräfte der Magneten (30, 31) nicht zwischen den beiden Spanner­ tellern (11, 13) wirksam. Der Spannerteller (13) wird somit ausschließlich mittels der von der Tauchspule (52) und dem Topfmagneten (53) aufgebrachten Kräfte, die über den Druckstö­ ßel (50) und das Zwischenstück (40) auf den Spannerteller (13) übertragen werden, in Richtung zu dem Spannerteller (11) bela­ stet, so daß allein die Tauchspule (52) und der Topfmagnet (53) die Spannwirkung des Fadenspanners bestimmen. Die Tauchspule (52) und der Spulenhalter (51) sind gegen Drehbewegungen gesi­ chert. Hierzu ist das Gehäuse (34) mit einem Kerbstift (56) versehen, auf welchem der Spulenhalter (51) mit einem Ansatz (57) geführt und somit gegen Verdrehen gesichert ist.

Um den Fadenspanner nach Fig. 1a und 1b zu öffnen, wird der Spannerteller (13) von dem Spannerteller (11) hinweg in Rich­ tung zu seinem Gehäuse (34) bewegt. Dies geschieht unter Aus­ nutzung der Kräfte der Permanentmagnete (30, 31). Hierzu wird der direkt angetriebene Spannerteller (11) mit seinen Perma­ nentmagneten um einen der Teilung der Permanentmagnete (30, 31) entsprechende Weg relativ zu dem Spannerteller (13) verdreht, so daß sich danach die Permanentmagnete mit gleichnamigen Polen gegenüberliegen und somit magnetische Abstoßkräfte bewirken. Aufgrund dieser Abstoßkräfte werden die Permanentmagnete (31) mitsamt ihrem Halter (37) von dem Spannerteller (11) hinweg in Richtung zu dem Gehäuse (34) der Spanneinheit verschoben. Nach einem kurzen Leerweg läuft der Stift (44) gegen das dem Span­ nerteller (13) abgewandte Ende der Längsnut (45) an und nimmt über das Zwischenstück (40) den Spannerteller (13) in der Rich­ tung der magnetischen Abstoßkräfte mit. Diese magnetischen Ab­ stoßkräfte sind so ausgelegt, daß sie ohne weiteres die Kräfte der Tauchspule (52) überwinden, ohne daß zur Durchführung die­ ser Öffnungsbewegung die Tauchspule (52) angesteuert werden muß. Allerdings kann auch vorgesehen werden, daß beim Öffnen und beim Halten des Spanners in der geöffneten Stellung die Tauchspule (52) nicht bestromt wird.

Um die relative Drehung zwischen dem Spannerteller (11) und dem Spannerteller (13) zu ermöglichen, ist bei dem Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 1a, 1b der Halter (37) der Permanentmagnete (31) gegenüber dem Gehäuse (34) bzw. der Lagerbuchse (35) zu­ sätzlich mit einem Freilauf (58) gelagert, der nur eine Rota­ tion des Halters (37) in der betriebsmäßigen Drehrichtung zu­ läßt und eine Rotation im Gegensinn sperrt. Dadurch ist es mög­ lich, den Antriebsmotor (18) so zu schalten, daß er den Span­ nerteller (11) um den Betrag einer Teilung der Anordnung der Permanentmagnete (30, 31) zurückdreht, so daß sich dann ent­ sprechend gleichnamige Pole der Permanentmagnete (30, 31) ge­ genüberliegen. Ein derartiges Zurückdrehen des Spannertellers (11) ist insbesondere dann einfach durchzuführen, wenn der An­ triebsmotor (18) als ein Schrittmotor ausgebildet ist, der um die einer Teilung der Anordnung der Permanentmagnete (30, 31) entsprechenden Anzahl von Schritten zurückgedreht wird. Wird der Antriebsmotor (18) anschließend wieder vorwärts gedreht, so richten sich die Permanentmagnete (30, 31) automatisch wieder so aus, daß ungleiche Pole einander gegenüberliegen, so daß automatisch wieder die Betriebsstellung eingenommen wird, in welcher der Fadenspanner geschlossen ist.

Für den Fall, daß angestrebt wird, ein Rückdrehen des Antriebs­ motors zu vermeiden, kann der indirekt antreibbare Spannertel­ ler (13) auch mittels eines schaltbaren Bremsmechanismus gegen ein Verdrehen festgehalten werden, so daß dann der direkt an­ treibbare Spannerteller (11) mit seinen Permanentmagneten (30) in Vorwärtsrichtung relativ zu dem Spannerteller (13) und des­ sen Permanentmagneten (31) verdrehbar ist. In diesem Falle ist es unter Umständen günstiger, dann die Öffnungsbewegung dem Spannerteller (11) zu übertragen, d. h. daß dann der Spannertel­ ler (11) sich von dem stationär stehen bleibenden Spannerteller (13) hinweg bewegt. In diesem Fall würde die Ausrückbewegung von der Antriebseinheit (10′) übernommen, wie sie in Fig. 2 dargestellt ist. Bei dieser Antriebseinheit (10′), die in ihrem Grundaufbau der Antriebseinheit (10) der Fig. 1a entspricht, ist zwischen der Lagerscheibe (22) und dem Sicherungsring (23) eine Druckfeder (60) angeordnet, die eine Axialbewegung der Achse (15) einschließlich aller von ihr getragener Elemente zu­ läßt, um den Fadenspanner zu öffnen. Der Weg des Spannertellers (13) in Richtung zu dem Spannerteller (11) ist mittels eines Anschlages o. dgl. begrenzt, damit der Spannerteller (13) nicht beim Öffnen aufgrund der auf ihn einwirkenden Belastungsein­ richtung dem Spannerteller (11) nachläuft.

Selbstverständlich sind weitere Abwandlungen gegenüber dem dar­ gestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiel möglich. Ins­ besondere ist es möglich, gegenüber dem Ausführungsbeispiel die Spanneinheit (12) als eine kombinierte Spann- und Antriebsein­ heit auszubilden, indem vorgesehen wird, daß der elektromotori­ sche Antrieb den Halter (37) beispielsweise über ein an dem zy­ lindrischen Ansatz (36) angebrachtes Zahnrad direkt antreibt. In diesem Falle wäre es wahrscheinlich sinnvoll, den Spanner­ teller der anderen Einheit so zu halten, daß er die Öffnungsbe­ wegung ausführt.

Claims (8)

1. Verfahren zum Öffnen eines Fadenspanners, der zwei einan­ der gegenüberliegende Spannerteller aufweist, von welchen einer in axialer Richtung hin zu dem anderen fixiert ist und von welchen der andere in axialer Richtung mit einer Belastungseinrichtung belastet ist, wobei einer der Span­ nerteller mittels eines elektromotorischen Antriebes di­ rekt antreibbar und mit ringförmig in einer definierten Teilung angeordneten Permanentmagneten versehen ist, de­ nen ringförmig und in entsprechender Teilung angeordnete Permanentmagnete gegenüberliegen, die an einem Halter an­ gebracht sind, der drehfest mit dem anderen, mittels der Permanentmagnete indirekt antreibbaren Spannerteller ver­ bunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zum Öffnen der direkt antreibbare Spannerteller relativ zu dem indirekt antreibbaren Spannerteller um die Teilung der Permanent­ magnete derart verdreht wird, daß sich die Permanent­ magnete mit gleichen Polen gegenüberliegen und magneti­ sche Abstoßkräfte die Spannerteller in axialer Richtung auseinanderbewegen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnete daß der indirekt antreibbare Spannerteller gegen ein Drehen blockiert und der direkt antreibbare Spannerteller um ei­ ne Teilung der Permanentmagnete verdreht wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnete daß der indirekt antreibbare Spannerteller entgegen der betriebsmäßigen Drehrichtung blockiert wird, und daß der direkt antreibbare Spannerteller um eine Teilung der Per­ manentmagnete entgegen der betriebsmäßigen Drehrichtung zurückgedreht wird.

4. Fadenspanner, der zwei einander gegenüberliegende Span­ nerteller aufweist, von welchen einer in axialer Richtung hin zu dem anderen fixiert ist und von welchen der andere in axialer Richtung mit einer Belastungseinrichtung bela­ stet ist, wobei einer der Spannerteller mittels eines elektromotorischen Antriebes direkt antreibbar und mit ringförmig in einer definierten Teilung angeordneten Per­ manentmagneten versehen ist, deren ringförmig in gleicher Teilung angeordnete Permanentmagnete gegenüberliegen, die an einem Halter angebracht sind, der drehfest mit dem an­ deren, indirekt antreibbaren Spannerteller verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (58) zum Verhindern des Drehens des indirekt antreibbaren Spannertellers (13) vorgesehen sind, daß der direkt antreibbare Spannerteller (11) um die Teilung der ringförmig angeordneten Perma­ nentmagnete (30, 31) relativ zu dem indirekt antreibbaren Spannerteller (13) verdrehbar ist, und daß wenigstens ei­ ner der beiden Spannerteller (11, 13) mitsamt der zugehö­ rigen Permanentmagnete (30, 31) in Richtung der Abstoß­ kräfte der Permanentmagnete nachgiebig gehalten ist.

5. Fadenspanner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der indirekt antreibbare Spannerteller (13) mittels einer Lagerung (35, 36) gelagert ist, die einen ein Drehen ent­ gegen der betriebsmäßigen Drehrichtung sperrenden Frei­ lauf (58) enthält.

6. Fadenspanner nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der drehfest mit dem indirekt angetriebenen Spannerteller (13) verbundene Halter (37) für Permanent­ magnete (31) in Richtung von dem gegenüberliegenden Span­ nerteller (11) hinweg axial beweglich gelagert ist, und daß zwischen dem Halter (37) und dem indirekt angetriebe­ nen Spannerteller (13) eine einen Leerweg aufweisende axiale Mitnahmeverbindung (44, 45) vorgesehen ist.

7. Fadenspanner nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeich­ net, daß der direkt antreibbare Spannerteller (11) mit­ tels einer Feder (60) in seiner Betriebsposition gehalten ist, die auf eine Kraft vorgespannt ist, die kleiner als die Abstoßkraft der Permanentmagnete (30, 31) ist.

8. Fadenspanner nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der elektromotorische Antrieb einen Schrittmotor (18) enthält.