DE19911943A1 - Fadenliefergerät und Fadenbremskörper - Google Patents

Abstract

Bei einem Fadenliefergerät mit stationärem Speicherkörper und einer Fadenbremse mit einem axial gegen den Speicherkörper angelegten Bremskörper, bestehend aus einem kegelstumpfförmigen dünnwandigen Bremsband (S), das außen in einer elastischen kreisringförmigen Haltemembrane (M) aus einem Kunststoff- oder Gummimaterial gehalten ist, die mit einem zum Bremsband (S) konzentrischen Tragring (R) verbunden ist, sind in der Haltemembrane zumindest außerhalb des Haltebereichs für das Bremsband (S) mehrere Flächenbereiche (D) mit verringerter Wandstärke (S1) vorgesehen (Fig. 3).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fadenliefergerät der im Oberbegriff des Anspruchs 1 ange­ gebenen Art sowie einen Fadenbremskörper gemäß Oberbegriff des Anspruchs 17.

Bei einem aus EP-A-0 686 128 bekannten Fadenbremskörper einer Fadenbremse ei­ nes Fadenliefergerätes, auf dem Markt unter der Bezeichnung "Flexbrake" bekannt, ist die Haltemembrane eine Gummi- oder Kunststoff-Ringmembrane mit in Umfangs­ richtung konstanter Wandstärke. Zwischen dem Haltebereich des Bremsbandes und dem Tragring sind mehrere, im Querschnitt bogenförmige Biegezonen vorgesehen. Die Haltemembrane greift mit einer kreisringförmigen Schürze über die Rückseite des Bremsbandes, das an der Schürze festgeklebt ist. Im Fadenliefergerät wird der Fa­ denbremskörper mit dem aus einer Metallegierung bestehenden Bremsband gegen einen gerundeten Abzugsrand des Speicherkörpers mit axialer Vorspannkraft ange­ legt. Der Faden muß beim Abzug über den Abzugsrand unter dem Bremsband durchlaufen, das eine in Umfangsrichtung kontinuierliche Bremsfläche definiert, die mit dem Abzugsrand einen im wesentlichen linienförmigen Kontaktbereich hat. Im Durchgangsbereich des Fadens wird das Bremsband unter Bildung eines sichelarti­ gen Zwischenraums vom Abzugsrand abgehoben. Da der Faden beim Abzug um den Abzugsrand umläuft, bewegt sich auch der sichelförmige Zwischenraum mit dem Fa­ den. Außerdem beaufschlagt der Faden infolge der Abzugsbewegung das Brems­ band mit einer Reibungskraft, die bewirkt, daß sich das Bremsband lokal beim Durch­ gangsbereich des Fadens etwas verformt, wodurch angrenzend an den Verfor­ mungsbereich Wellen im an sich zugfesten, aber biegeelastischen Bremsband ent­ stehen können. Die Haltemembrane folgt den Arbeitsbewegungen des Bremsbandes, da die Haltemembrane die axiale Vorspannkraft auf das Bremsband zu übertragen und das Bremsband auf dem Abzugsrand zu zentrieren hat. Aus den lokalen Verfor­ mungen des Bremsbandes jeweils in der Nachbarschaft des Durchgangsbereiches des Fadens kann ein variierender Anlagedruck am Abzugsrand des Speicherkörpers resultieren, der im abgezogenen Faden zu einem ungleichförmigen Fadenspan­ nungsverlauf führt. Dies beeinträchtigt das ansonsten wünschenswerte Selbstkom­ pensationsverhalten solcher Fadenbremsen, was bedeutet, daß das Bremsband bei ohnedies durch eine starke Beschleunigung des Fadens in Abzugsrichtung anstei­ gender Fadenspannung die Bremswirkung selbsttätig verringert und umgekehrt bei infolge einer starken Verzögerung des Fadens abnehmender Fadenspannung die Bremswirkung erhöht, um insgesamt ein möglichst gleichförmiges Fadenspannungs­ profil einzuhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fadenliefergerät der eingangs genann­ ten Art sowie einen Fadenbremskörper so zu verbessern, daß sich im Betrieb ein möglichst gleichmäßiges Spannungsprofil im abgezogenen Faden erzielen läßt bzw. undefinierte Verformungsvorgänge im Bremsband und in dem umlaufenden lokalen Bereich des Bremsbandes zu minimieren, in dem der Faden zwischen dem Brems­ band und dem Abzugsrand des Speicherkörpers durchläuft.

Die gestellte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und des Anspruchs 17 gelöst.

Unerwarteterweise wird mit den Flächenbereichen mit verringerter Wandstärke die Abstützung des Bremsbandes in der Haltemembrane verbessert. Die Wandstärke der Haltemembrane bzw. ihr Härtegrad können höher sein als bei der bekannten Halte­ membrane, so daß die Steifigkeit der Halterung des Bremsbandes höher ist, was der Zentrierung des Bremsbandes auf dem Abzugsrand zugute kommt. Außerdem wird durch die Flächenbereiche beim Fadenabzug eine kontrollierte Deformation der Hal­ temembrane zwischen dem Haltebereich und dem Tragring erreicht, bei der undefi­ nierte Verformungen des Bremsbandes, die zu Unregelmäßigkeiten in der Faden­ spannung führen könnten, ausgeglichen oder geschluckt werden. Dieser Effekt zeigt sich darin, daß beim Umlauf des Fadens entlang der Innenseite des Bremsbandes der in der Haltemembrane jeweils beim Abzugspunkt liegende Flächenbereich mit der verringerten Wandstärke Kräfte aufnimmt und sich verformt (z. B. mit Beulen oder Eindrückungen) und so dazu beiträgt, daß sich das Bremsband nicht undefiniert ver­ formt. Der Spannungsverlauf im abgezogenen Faden wird gleichmäßiger. Das Bremsband verhält sich wünschenswert träge, da die Haltemembrane durch die Flä­ chenbereiche mit verringerter Wandstärke ein träges Ansprechverhalten zeigt. Die wichtige Selbstkompensationswirkung wird selbst bis zu höchsten Fadenabzugsge­ schwindigkeiten und bei schwierigen Fadenqualitäten erbracht. Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt darin, daß dank der verringerten Wandstärke in den Flächenbereichen keine Durchbrüche entstehen, in denen sich Flusen festsetzen oder der Faden, ins­ besondere beim Einfädeln in die Fadenbremse, verhängen würde. Schließlich sind die Herstellung der Haltemembrane und des nötigen Spritzgußwerkzeuges einfacher, wenn zwecks vorbestimmten Verformungsverhaltens zwischen dem Haltebereich und dem Tragring die das Verformungsverhalten beeinflussenden Flächenbereiche nicht offen, sondern mit verringerter Wandstärke ausgebildet werden.

Zweckmäßigerweise sind die Flächenbereiche in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt, so daß sie zwischen sich Federspeichen definieren, die die hauptsächliche Kraftüber­ tragung vom Tragring in das Bremsband ausführen und zweckmäßigerweise in der Wandstärke der Haltemembrane ausgebildet sind, der gegenüber die Wandstärke in den Flächenbereichen erheblich geringer ist.

Um der Haltemembrane ein weiches, relativ gedämpftes Federverhalten zu verleihen, sollte die Haltemembrane zwischen dem Haltebereich und dem Tragring wenigstens eine Biegung aufweisen, in der die Federspeichen wie Biegefedern wirken und die Kräfte auf das Bremsband übertragen.

Die Flächenbereiche mit verringerter Wandstärke bilden Zwischenräume zwischen den Federspeichen, wobei diese Zwischenräume mit schwimmhautähnlichen Mem­ branschichten ausgefüllt sind, zumindest angrenzend an den Haltebereich. Die Flä­ chenbereiche können beliebige Form haben und insgesamt einen wählbaren Ge­ samtanteil der nutzbaren Fläche beanspruchen.

Zweckmäßigerweise sind die Umfangsweiten der Flächenbereiche verschieden von den Umfangsweiten der Federspeichen, vorzugsweise kleiner. Es wäre allerdings auch möglich, die Flächenbereiche und die Federspeichen in Umfangsrichtung in et­ wa gleich weit auszubilden.

Die Wandstärke in den Flächenbereichen sollte zur Wandstärke in den Federspei­ chen in einem Verhältnis von ca. 5 : 1 stehen. Von diesem Verhältnis kann abgewi­ chen werden.

Zweckmäßigerweise sind sowohl die Flächenbereiche als auch die Federspeichen in etwa radial orientiert. Damit kann der Fadenbremskörper unabhängig von der Ab­ zugsrichtung des Fadens vom Speicherkörper für jede Abzugsrichtung verwendet werden. Außerdem ergibt sich unabhängig von der Fadenabzugsrichtung eine effekti­ ve Zentrierung des Bremsbandes auf dem Speicherkörper.

Zweckmäßig sind die Flächenbereiche von annähernd ovaler Form, was auch herstel­ lungstechnisch vorteilhaft ist.

An der konvexen Seite der Biegung sollten die Flächenbereiche und die Federspei­ chen eine im wesentlichen glatte Oberfläche bilden. Diese der Zulaufrichtung des Fa­ dens zugewandte Oberfläche stellt sicher, daß sich keine Flusen festsetzen können und auch der Faden nicht hängen bleiben kann, auch dann nicht, wenn er beim Ein­ fädeln die Oberfläche berührt. Es können die Flächenbereiche mit der verringerten Wandstärke in der Fläche unter einer Vorspannung stehen, d. h., daß dann die die Zwischenräume überbrückende dünnwandige Membranschicht sozusagen in einem in einer oder mehreren Richtung gedehnten Zustand ist.

Zweckmäßigerweise wird die Biegung durch eine kegelige glattflächige Schürze nach innen verlängert, die das Bremsband an seiner Rückseite abstützt und ein zu nervö­ ses oder lebendiges Federungsverhalten des Bremsbandes dämpft.

Im Haltebereich kann eine auskragende Lippe angeformt sein, die mit der Schürze ei­ ne offene Einstecktasche für das Bremsband begrenzt. Das Bremsband könnte an der Schürze festgeklebt werden. In den meisten Fällen reicht es jedoch aus, das Bremsband nur in die Einstecktasche einzusetzen und allein durch den Formschluß lagezusichern. Im Betrieb ist ohnedies durch die Anlagespannung des Bremskörpers und dem Kontakt zwischen dem Bremsband und der Schürze die Position des Bremsbandes festgelegt.

Dabei könnte die Auskraglänge der Lippe ca. 10 bis 25% der Bremsbandweite betra­ gen. Dies erleichtert die Montage bzw. das Einsetzen und Herausnehmen des Bremsbandes und sichert trotzdem eine ordnungsgemäße Positionierung des Brems­ bandes, auch beim Transport des Bremskörpers.

Günstige kinematische Verhältnisse ergeben sich, wenn die Einstecktasche und ein Übergang der Haltemembrane in den Tragring in etwa in derselben Radialebene des Fadenbremskörpers liegen.

Die Flächenbereiche mit verringerter Wandstärke sollten in einem kurzen Abstand außerhalb der Einstecktasche beginnen, in der das Bremsband mit seinem Außen­ rand positioniert ist.

Die Wandstärke der Schürze kann kleiner sein als die Wandstärke der Federspei­ chen, jedoch größer als die Wandstärke in den Flächenbereichen mit verringerter Wandstärke.

Zweckmäßigerweise ist die Haltemembrane ein einstückiger Spritzgußformteil aus ei­ nem zähelastischen Kunststoff wie beispielsweise Polyurethan. Die Formung der für die Funktion der Haltemembrane erforderlichen Federspeichen, die durch Zwischen­ räume voneinander vereinzelt zur Wirkung kommen sollten, ist formentechnisch ein­ fach beherrschbar, wenn die Zwischenräume zwischen den Federspeichen schwimm­ hautähnlich durch eine dünne Schicht der Haltemembrane überbrückt sind. Dies ver­ einfacht den Herstellungsprozeß der Haltemembrane durch Spritzgießen erheblich und liefert den Vorteil, daß die Zwischenräume dank der Schwimmhäute an der Energieverteilung oder Energieaufzehrung und Abstützung des Bremsbandes teilzu­ nehmen vermögen.

Anhand der Zeichnungen wird eine Ausführungsform des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Fadenliefergeräts mit einer Faden­ bremse,

Fig. 2 einen Achsschnitt durch einen Fadenbremskörper, wie er in der Faden­ bremse von Fig. 1 verwendet werden kann,

Fig. 3 eine Rückansicht des Fadenbremskörpers von Fig. 2,

Fig. 4 einen vergrößerten Ausschnitt des Schnitts von Fig. 2, und

Fig. 5 einen weiteren vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 2.

Ein Fadenliefergerät F in Fig. 1 hat die Aufgabe, einen Faden Y von einem nicht­ gezeigten Fadenvorrat (in Fig. 1 links) abzuziehen, in Windungen auf einem stationä­ ren Speicherkörper 4 zwischenzuspeichern und durch eine in das Fadenliefergerät F baulich integrierte Fadenbremse B mit annähernd gleichbleibendem Fadenspan­ nungsverlauf von einer Textilmaschine, beispielsweise einer Webmaschine, abziehen zu lassen. In einem Gehäuse 1 ist ein Drehantrieb 2 für ein Aufwickelelement 2a vor­ gesehen, der, beispielsweise mittels Signalen einer Sensorvorrichtung 3, den Faden in stets ausreichender Vorratsgröße auf dem Speicherkörper 4 zwischenspeichert. An einem eine Abzugsöse 5 tragenden Gehäuseausleger 8 ist in einem zur Einstellung der Bremswirkung verstellbaren Schlitten 7 ein Träger 6 vorgesehen, der einen ring­ förmigen Fadenbremskörper A derart haltert, daß dieser mit einem in Fig. 2 gezeigten, kegelstumpfförmigen Bremsband S an einen gerundeten Abzugsrand des Speicher­ körpers 4 angedrückt wird. Der Faden Y wird beim Abzug zwischen dem Abzugsrand und der Innenfläche des Bremsbandes durchgezogen, wobei sein Fadenabzugspunkt umläuft.

Der in den Fig. 2 bis 5 mit verschiedenen Details gezeigte Fadenbremskörper A weist eine kreisringförmige Haltemembrane M aus Gummi- oder Kunststoffmaterial auf, z. B. Polyurethan in transparenter Einstellung. Die Haltemembrane M ist zweckmäßiger­ weise ein einstückiges Spritzgußformteil, wobei ein kegelstumpfförmiges, endloses Bremsband S, vorzugsweise aus einer Metallegierung, im Innenbereich der Halte­ membrane M positioniert ist. Die Haltemembrane M könnte auch aus einem Ver­ bundmaterial bestehen, z. B. unter Verwendung von Kevlar. Angrenzend an einen kreisförmigen Haltebereich 11 erstreckt sich in der Haltemembrane M eine kegelige Schürze 10 nach innen, die an der Rückseite des Bremsbandes S anliegt und annä­ hernd bis zu dessen Innenrandbereich verläuft. Außerhalb des Haltebereiches 11 ist die Haltemembrane M mit einer im allgemeinen C-förmigen Biegung L geformt, die über einen annähernd 90°-Übergang in einen äußeren, zum Bremsband S konzentri­ schen und formsteifen Tragring R übergeht. Gegebenenfalls ist der Tragring R ein ei­ genständiger Bauteil, mit dem die Haltemembrane M verbunden ist.

In der Biegung L liegt ein äußerer Ringbereich 9 der Haltemembrane M vor, der in Umfangsrichtung verteilte Flächenbereiche D (Fig. 4) mit verringerter Wandstärke S1 enthält. Diese Flächenbereiche D bilden beispielsweise ovale Zwischenräume (Fig. 3) zwischen in etwa strahlenförmig angeordneten und in den Ringbereich 9 der Halte­ membrane M integrierte Federspeichen E mit der Wandstärke S2. Die Wandstärke S2 kann zur Wandstärke S1 in den Flächenbereichen D bzw. Zwischenräumen in ei­ nem Verhältnis von ca. 5 : 1 stehen, so daß bei einer Wandstärke S2 von ca. 1,0 mm die Wandstärke S1 ca. 0,2 mm sein kann. An der Einlaufseite des Fadens Y unter das Bremsband S liegt im Ringbereich 9 eine im wesentlichen glatte Oberfläche 12 vor, während an der Rückseite im Ringbereich 9 durch die verringerte Wandstärke S1 nutartige Vertiefungen vorhanden sind. Die Flächenbereiche D können oval sein und in etwa radial zur Achse des Fadenbremskörpers A orientiert sein, wie auch die Fe­ derspeichen G.

Bei der gezeigten Ausführungsform sind in Umfangsrichtung die Flächenbereiche D gleich weit wie die Federspeichen E. Die Weiten der Flächenbereiche D könnten aber auch verschieden (z. B. kleiner) sein von den Weiten der Federspeichen E. Die Flä­ chenbereiche D beginnen in einem Abstand vom Haltebereich 11 für das Bremsband S. Im Haltebereich 11 ist eine umlaufende, nach innen frei auskragende Lippe 13 (Fig. 5) angeformt, die mit der Schürze 10 eine nach innen offene, umlaufende Einsteckta­ sche T für den Außenrand des Bremsbandes S bildet. Die Auskraglänge der Lippe 13 entspricht beispielsweise einem Fünftel der Breite W des Bremsbandes S. Die Ein­ stecktasche T liegt in etwa in derselben Radialebene wie der Übergang vom Ringbe­ reich 9 in den Tragring R.

Alternativ könnte die Lippe 13 weggelassen und das Bremsband S an der Schürze 10 durch Kleben befestigt sein.

Die radiale Erstreckung des Ringbereichs 9 der Haltemembrane M entspricht an­ nähernd der radial gesehenen Erstreckung des Bremsbandes S. Die Wandstärke der Schürze 10 kann geringer sein als die Wandstärke S2 der Federspeichen ist, jedoch größer als die Wandstärke S1 der Membranschichten G, die in den Flächenbereichen D die Zwischenräume zwischen den Federspeichen E überbrücken. Bei der darge­ stellten Ausführungsform sind die Flächenbereiche durchgehend mit der Membran­ schicht G überbrückt. Es wäre denkbar, nur die inneren Endbereiche der Flächenbe­ reiche D mit den Membranschichten G zu überbrücken und außen offene Durchgän­ ge freizulassen.

Die geometrische Form der Flächenbereiche D mit verringerter Wandstärke S1 kann beliebig sein, wie auch ihre Verteilung und Orientierung im Ringbereich 9 der Halte­ membrane. Zweckmäßigerweise sind die Federspeichen E und die Flächenbereiche D in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt.

Claims (17)

1. Fadenliefergerät (F) mit stationärem Speicherkörper (4) und einer Fadenbremse (B) mit einem axial gegen den Speicherkörper (4) angelegten, ringförmigen Bremskörper (A), bestehend aus einem kegelstumpfförmigen dünnwandigen Bremsband (S), das zumindest mit seinem Außenrandbereich in einer elastischen, kreisringförmigen Hal­ temembrane (M) aus Kunststoff-, Gummi- oder Verbundmaterial gehaltert ist, die au­ ßerhalb des Haltebereichs (11) des Bremsbandes mit einem zum Bremsband (S) konzentrischen, außenliegenden Tragring (R) verbunden ist, dadurch gekennzeich­ net, daß in der Haltemembrane (M) zumindest zwischen dem Tragring (R) und dem Haltebereich (11) für das Bremsband (9) in Umfangsrichtung verteilt mehrere Flä­ chenbereiche (D) mit verringerter Wandstärke (S1) vorgesehen sind.

2. Fadenliefergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbe­ reiche (D) in Umfangsrichtung regelmäßig verteilt sind und zwischen sich in die Hal­ temembrane (M) integrierte Federspeichen (E) definieren.

3. Fadenliefergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltemem­ brane (M) im Querschnitt und zwischen dem Haltebereich (11) und dem Tragring (R) wenigstens eine annähernd C-förmige Biegung (L) aufweist.

4. Fadenliefergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbe­ reiche (D) zumindest nahe dem Haltebereich (11) mit jeweils einer schwimmhautähn­ lichen Membranschicht (G) überbrückte Zwischenräume zwischen Federspeichen (E) sind.

5. Fadenliefergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß - in Umfangs­ richtung - die Weiten der Flächenbereiche (D) verschieden sind von den Weiten der Federspeichen (E), vorzugsweise kleiner als diese, oder in etwa gleich sind.

6. Fadenliefergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke (S2) der Federspeichen (E) zu der Wandstärke (S1) in den Membranschichten (G) im Verhältnis von ca. 5 : 1 steht, z. B. 1,0 mm zu 0,2 mm.

7. Fadenliefergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspei­ chen (E) und die Flächenbereiche (D) - in Ansichtsrichtung entlang der Kegelstumpf­ achse des Bremsbandes (S) - in etwa radial orientiert sind.

8. Fadenliefergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenbe­ reiche (D) angenähert ovale Form haben.

9. Fadenliefergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Federspei­ chen (E) und die Flächenbereiche (D) an der konvexen Seite der Biegung (L) eine im wesentlichen glatte Oberfläche (12) bilden.

10. Fadenliefergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Biegung (L) durch eine kegelige glattflächige Schürze (10) nach innen verlängert ist, die beim Innenrandbereich des Bremsbandes (S) endet.

11. Fadenliefergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Haltebe­ reich (11) eine umlaufende, nach innen frei auskragende Lippe (13) angeformt ist, die mit der Schürze (10) eine kreisförmige, nach innen offene Einstecktasche (T) für das Bremsband (S) begrenzt.

12. Fadenliefergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Aus­ kraglänge der Lippe ca. 10 bis 25% der Bremsbandbreite (W) beträgt.

13. Fadenliefergerät nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Einsteck­ tasche (T) und ein Übergang der Haltemembrane (M) in den Tragring (R) in etwa in derselben Radialebene des Fadenbremskörpers (A) liegen.

14. Fadenliefergerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Flä­ chenbereich mit einem Abstand von der Einstecktasche (T) beginnt, der etwa der frei­ en Auskraglänge der Lippe (13) entspricht.

15. Fadenliefergerät nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wand­ stärke der Schürze (10) kleiner als die Wandstärke (S2) der Federspeichen (E) und größer als die der Membranschichten (G) ist.

16. Fadenbremskörper nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Haltemembrane (M) ein einstückiger Spritzgußformteil aus ei­ nem Kunststoff-, Gummi- oder Verbundmaterial ist, vorzugsweise aus Polyurethan- Kunststoff, vorzugsweise in semitransparenter Einstellung.

17. Fadenbremskörper für ein Fadenliefergerät mit stationärem Speicherkörper, be­ stehend aus einem kegelstumpfförmigen dünnwandigen Bremsband (S), das zumin­ dest mit seinem Außenrandbereich in einer elastischen, kreisringförmigen Haltemem­ brane (M) aus Kunststoff-, Gummi- oder Verbundmaterial gehaltert ist, die außerhalb des Haltebereichs (11) des Bremsbandes mit einem zum Bremsband (S) konzentri­ schen, außenliegenden Tragring (R) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß in der Haltemembrane (M) zumindest zwischen dem Tragring (R) und dem Haltebereich (11) für das Bremsband (9) mehrere Flächenbereiche (D) mit verringerter Wandstärke (S1) vorgesehen sind.