DE2301484A1 - Fadenspanner - Google Patents

Description

DipL-tng. Heinz Bardehf*

Patentanwalt 2 3 O H 8 A

8 München 22, Hemafr. 15, TeL 29 2: '*
Postanschrift Märc&ee 26, PestfocL »

Minchen, den ·2· Jan. tS73

Mein Zeichen: P 1572

Anmelder: Honeywell Information Systems Inc. 200 Smith Street
Waltham/Mass., V. St. A.

Fadenspanner

Die Erfindung bezieht sich auf Fadenspanner und insbesondere auf einen Fadenspanner, der eine konstante Fadenspannung für Fäden einer Vielzahl von Größen und Typen und für einen großen Bereich von relativer Feuchtigkeit liefert.

In Nähmaschinen, Garnwickelmaschinen, bei Gewebe- und Teppichherstellanlagen und bei Fischfanghaspeln werden in weitem Umfang verschiedene Typen von Fadenspannern verwendet. Die bisher bekannten Fadenspanner bzw. Spannvorrichtungen verwenden zwei Scheiben, die so angeordnet sind, daß die Stirnseite der einen Scheibe neben der Stirnseite der anderen Scheibe liegt. Die Scheiben sind dabei mittels einer Feder aufeinanderzu vorgespannt, und der Faden wird sv/ischsn den beiden Scheiben hindurchgezogen. Die Fadenspannung ist dabei durch die Festigkeit bestimmt, mit der der Faden zwischen den beiden Scheiben festgeklemmt wird.

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Änderungen im Durchmesser des Fadens können Änderungen in der Fadenspannung hervorrufen. Änderungen in der relativen Feuchtigkeit oder Änderungen in der Art des verwendeten Fadens können eine Änderung in der Einstellung der zur Spannungseinstellung benutzten Feder erforderlich machen. Normalerweise ist es erforderlich, die Feder jeweils dann nachzustellen, wenn ein Faden anderer Größe verwendet wird.

Die Erfindung bezweckt daher die Schaffung eines Fadenspanners, der eine Fadenspannung mit einem konstanten Wert zu liefern gestattet. Ferner bezweckt die Erfindung die Bereitstellung eines Fadenspanners, der für einen Faden mit Unterschieden im Durchmesser denselben Spannungswert bereitstellt. Außerdem soll der neu zu schaffende Fadenspanner eine Spannung ein und desselben Werts für Fäden bereitstellen, die aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Überdies soll bei dem zu schaffenden Fadenspanner der Wert der Fadenspannung bzw. Spannung einstellbar sein. Schließlich soll der zu schaffende Fadenspanner ein und denselben Spannungswert liefern, wenn sich die relative Feuchtigkeit der Luft ändert.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe erfindungsgemäß, durch einen magnetischen Fadenspanner, der dadurch gekennzeichnet ist, daß ein eine gerade Anzahl von Magnetpolen aufweisender Magnet vorgesehen ist, der neben der Stirnfläche einer drehbaren Scheibe angeordnet ist, welche in der betreffenden Stirnfläche eine Vielzahl von Löchern aufweist. Ein konstanter Kraftwert zwischen dem Magnet und der Scheibe führt zur Ausübung einer Spannung konstanten Werts auf den Faden, der um eine mit der drehbaren Scheibe verbundene Rolle gewickelt wird.

Durch die vorliegende Erfindung werden die den bisher

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bekannten Vorrichtungen anhaftenden Nachteile gemildert, und zwar dadurch, daß erfindungsgemäß ein Magnet mit einer Vielzahl von Magnetpolen verwendet wird, die einen konstanten Zugwert auf die Scheibe ausüben, die in der Stirnfläche eine Vielzahl von Löchern aufweist. Der Magnet 1st dabei fest angeordnet und die Scheibe ist derart drehbar gelagert, daß die betreffende Stirnfläche neben den Magnetpolen liegt. Mit der Scheibe ist eine Rolle oder Haspel verbunden. Der in dem Fadenspanner bzw. in der Spannvorrichtung verwendete Faden wird um die Haspel gewickelt, wobei eine Spannung konstanten Werts für eine große Vielzahl von Größen, Fadentypen und relativer Feuchtigkeit erzielt werden kann, ohne daß irgendeine Einstellung in der Spannvorrichtung zu erfolgen braucht. Die durch die vorliegende Erfindung gelieferte Größe der Spannung wird durch den Abstand zwischen dem Permanentmagnet und der Scheibe bestimmt.

An Hand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Fig. 1 zeigt in einer isometrischen Ansicht eine die vorliegende Erfindung benutzende Nähmaschine. Fig. 2 zeigt in einer isometrischen Ansicht einen magnetischen Fadenspanner gemäß der Erfindung.

Fig. 3 zeigt in einer Schnittansicht den in Fig. 2 dargestellten Fadenspanner.

Fig. 4A und 4B veranschaulichen den Effekt von in einer Scheibe enthaltenen Löchern beim Betrieb der vorliegenden Erfindung.

Fig. 5 zeigt ein Kurvendiagramm, welches zur Erläuterung der Arbeitsweise der vorliegenden Erfindung benutzt werden wird.

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In Fig. 1 ist eine Nähmaschine dargestellt, die den magnetischen Fadenspanner gemäß der vorliegenden Erfindung verwenden kann. Die Nähmaschine 10 ist von bekannter Art. Ein Faden 12 gelangt von einer Garnrolle 11 über einen magnetischen Fadenspanner 13 zu einer Nadel 14 hin. Durch den Fadenspanner 13 wird die Stichbildung in dem Material unterstützt, das von der Maschine genäht wird. Die Spule und andere Teile der Nähmaschine, die auf dem vorliegenden Gebiet bekannt sind, sind in den Zeichnungen nicht dargestellt.

In Verbindung mit Fig. 2 bis 5 wird die Arbeitsweise des magnetischen Fadenspanners erläutert, soweit sie derzeit verstanden wird. Wie in Fig. 2 und 3 angedeutet, enthält der Fadenspanner eine Rolle oder Trommel 21, die nahe eines Endes einer Welle 23 angeordnet ist. Die Welle erstreckt sich durch ein Lager 24; sie ist an einer ferromagnetischen Scheibe 25 angebracht, die eine Vielzahl von in äquidistanten Abständen vorgesehenen Löchern in ihrer Stirnfläche aufweist· Die Welle und die Scheibe vermögen sich in dem Lager frei zu drehen. Neben der Scheibe ist ein vielpoliger Magnet 26 angebracht. Der Magnet ist an einem Ende eines Schraubenbolzens oder einer Schraube 27 angebracht und durch eine Mutter 28 festgehalten. Der Abstand zwischen dem Magnet 26 und der Scheibe 25 kann dabei geändert werden, indem ein Knopf 29 gedreht wird, durch den die Schraube veranlaßt wird, sich in dem Gewindeteil eines Rahmens 31 zu drehen. Wenn der Magnet in die gewünschte Lage gebracht worden ist, wird er durch eine Sicherungsmutter 30 in der betreffenden Lage arretiert. Die Scheibe 25 vermag sich ungehindert zu drehen, während der Magnet festliegt, so daß er sich nicht dreht. Der Magnet kann eine gerade Anzahl von Magnetpolen, wie 4 oder 6 Magnetpole aufweisen, während die Scheibe eine ungerade Anzahl von Löchern aufweisen kann. Die betreffende Vorrichtung zeichnet sfch

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durch einen weiten Bereich einer gleichmäßigen Steuerung aus, wenn die Anzahl der Löcher in der Scheibe um 1 höher ist als die Anzahl der Magnetpole bzw. Pole in dem Magnet. So kann z.B. eine Vorrichtung mit vier Magnetpolen und fünf Löchern in der Scheibe verwendet werden, um eine gleichmäßige Steuerung über einen weiten Bereich von Spannungswerten zu erzielen. Der Magnet 26 kann dabei entweder ein Elektromagnet oder ein Permanentmagnet sein. Die Scheibe besteht aus einem ferromagnetischen Material. Sämtliche anderen Teile der Vorrichtung sind aus nichtmagnetischen Materialien hergestellt, wie aus Aluminium.

Das Ausmaß der "Hemmung" oder des Widerstands gegenüber der Drehung der Scheibe wird durch den Abstand zwischen der Scheibe 25 und den Polen des Magneten bestimmt, wie dies das Kurvendiagramm gemäß Fig. 5 zeigt. Um das Kurvendiagramm gemäß Fig. 5 zu erhalten, wurden drei Schleifen des Fadens 12 um die Rolle herumgewickelt, und ferner wurden an einem Ende des Fadens Gewichte angebracht (Fig. 2). Der Abstand zwischen der Scheibe und den Polen des Magneten wurde dann in Abhängigkeit von dem Gewicht aufgezeichnet, das erforderlich ist» um die Scheibe und die Rolle zur Drehung zu veranlassen. Dabei wurden Scheiben mit 3» 4, 5_f 6 und 7 in gleichen Abständen vorgesehenen Löchern jeweils mit einem 4-Pol-Magnet untersucht. Die einzigen Scheiben, die eine gleichmäßige Drehung lieferten, als Gewichte an dem Faden angebracht waren, waren Scheiben mit fünf Löchern und Scheiben mit sieben Löchern. Die 7-Loch-Scheibe war über einen begrenzten Gewichtsbereich brauchbar. Die 5-Loch-Seheibe war über einen weiteren Gewichtsbereich brauchbar, wie dies in Pig·-'5 gezeigt ist.

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Es wird angenommen, daß die magnetische Anziehung zwischen einem Magnetpol und einer relativ großen Fläche der Scheibe die Hemmung an sämtlichen Stellen der Scheibe bewirkt, wie dies in Fig. 4A und 4B -gezeigt ist· Wird z.B_e die Scheibe 25 in die in Fig. 4A gezeigte Stellung gedreht, so ist der N-Magnetpol 37 näher bei dem Bereich zwischen den Löchern 35c und 35d der Scheibe. Der magnetische Widerstand zwischen dem N-PoI 37 und der Scheibe ist relativ gering. Der N-PoI 39 befindet sich nahe eines Loches 35a, so daß der magnetische Widerstand zwischen dem N-PoI 39 und der Scheibe höher ist» Demgemäß ruft die Anziehung zwischen dem Pol 37 und der Scheibe eine Kraft oder eine Hemmung hervor, die die Drehung der Scheibe verzögert bzw. verlangsamt. Der geringe magnetische Widerstand zwischen dem N-PoI 37 und der Scheibe ruft ferner ein relativ starkes Magnetfeld zwischen dem N-PoI 37 und den S-Polen 38 und 40 hervor» Der höhere magnetische Widerstand zwischen dem N-PoI 39 und der Scheibe liefert ein schwächeres Magnetfeld zwischen dem N-PoI 39 und den S-Polen 38 und 40.

Wird die Scheibe in die aus Fig. 4 ersichtliche Stellung gedreht, so ist der magnetische Widerstand zwischen dem S-PoI 40 und der Scheibe gering. Dies bewirkt eine Anziehung zwischen dem S-PoI 40 und der Scheibe, wodurch eine zur Verlangsamung der Drehung der Scheibe in dieser Stellung führende Hemmung hervorgerufen wird.

Werden ein 4-Pol-Magnet und eine 5-Loch-Scheibe verwendet, so ist stets eine relativ große Scheibenfläche neben einem der Magnetpole vorhanden, wodurch eine magnetische Anziehung oder Kraft zwischen der großen Fläche und dem einen Pol der Magnetpole hervorgerufen wird. Damit wird in allen Stellungen der Scheibe eine Bremswirkung hervorgerufen. Wird eine gerade

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Anzahl von Löchern in der Scheibe verwendet, so ändert sich das Ausmaß der Bremswirkung mit Änderung der Lage bzw. Stellung der Scheibe. Dies führt zu einem sprunghaften Betrieb der Scheibe. Wird ein 4-Pol-Magnet verwendet, so wird die beste Betriebsweise dann erzielt, wenn fünf Löcher in der Scheibe verwendet werden, wobei der Durchmesser der Löcher etwa gleich dem Abstand zwischen den Löchern ist. Magnete mit einer größeren Anzahl von Polen können mit Scheiben verwendet werden, die eine größere ungerade Anzahl von Löchern aufweisen. Bei einem 2-Pol-Magnet zeigt sich die Abwicklung eines Betriebs, der nicht so gleichmäßig ist wie der bei einem 4-Pol-Magnet oder einem 6-Pol-Magnet.

Die Vorrichtung kann ferner dazu herangezogen werden, das Spiel in einer Reihe von Zahnrädern zu verhindern, und zwar durch Herabsetzung des Ausmaßes an Freilauf, wenn die Kraftabgabe von den Zahnrädern aufgehoben wird. Wird ein Zahnradvorgelege verwendet, so kann die Vorrichtung mit den Zahnrädern verbunden sein, die von der die Zahnräder antreibenden Leistungsquelle entfernt angeordnet sind.

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Claims (8)

Patentansprüche

1. Fadenspanner, dadurch gekennzeichnet, daß ein Magnet (26) mit einer geraden Anzahl von Magnetpolen vorgesehen ist, daß eine Scheibe (25) mit einer Vielzahl von in ihrer Stirnfläche enthaltenen Löchern vorgesehen ist, daß die Scheibe (25) neben dem Magneten (26) drehbar angeordnet ist, daß Einrichtungen (27, 29, 31) für die Einstellung des Abstands zwischen der Scheibe (25) und dem Magneten (26) vorgesehen sind und daß eine für die Aufnahme eines Fadens (12) dienende Rolle (21) vorgesehen ist, die mit der Scheibe (25) mechanisch gekoppelt ist.

2. Fadenspanner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in gleichen Abständen voneinander in der Stirnfläche der Scheibe (25) und in äquidistanten Abständen von der Scheibemitte angeordnet sind.

3. Fadenspanner nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (25) eine ungerade Anzahl an Löchern aufweist.

4. Fadenspanner nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Einrichtungen (28, 30, 31) vorgesehen sind, die den Magneten (26) in einer festen Stellung halten, in der die Magnetpole jeweils in gleichem Abstand von der Stirnfläche der Scheibe (25) entfernt sind.

5. Fadenspanner nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der in der Scheibe (25) enthaltenen Löcher um 1 höher ist als die Anzahl der Pole in dem Magneten (26).

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6. Fadenspanner nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher in der Scheibe (25) unter nahezu rechten Winkeln zu der Scheibenstirnfläche verlaufen und daß der Durchmesser der Löcher jeweils etwa gleich dem Abstand quer zu den jeweiligen Polen des
Magneten (26) ist.

7. Fadenspanner nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Löcher sich durch die Scheibe (25) zwischen deren Stirnseiten erstrecken.

8. Fadenspanner nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (25) aus einer Ferritscheibe besteht.

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