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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsenbetätigung,
insbesondere für
Webstühle
und dergleichen. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf eine
Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsenbetätigung für Webstühle ohne Schiffchen, insbesondere
Greiferwebmaschinen, Projektilwebmaschinen und Luftdüsenwebstühlen.
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Der
Schussfaden wird bekanntlich von einer Spule mit dem Schussfaden
abgewickelt, welche auf der Zuführseite
eines Schussfadenführers
angeordnet ist und von welcher der Faden zum Weben zum Webstuhl
zugeführt
wird.
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Schussfadenbremsen
sind im Allgemeinen zwischen der Spule, von welcher der Schussfaden abgewickelt
wird, und dem Fadenführer
sowie zwischen dem Fadenführer
und dem Webstuhl vorgesehen und in der Form konstruiert, dass sie
die Spannung des Schussfadens modulieren und diese somit an die
Anforderungen im Webbetrieb anpassen.
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Somit
wird die Modulierung des Schussfadens mit Hilfe von Vorrichtungen
vorgenommen, welche das Abwickeln des Schussfadens von der Spule abwickeln,
ehe dieser dem Schussfadenführer
zugeleitet wird, und ebenso die Zuführung des Schussfadens vom
Fadenführer
zum Webstuhl.
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Die
Abbremsung des Schussfadens stellt ein wesentliches Element beim
Weben auf modernen Webstühlen
dar, bei denen derzeit Geschwindigkeiten von durchschnittlich bis
zu 1.800 m/min erreicht werden (bei Webstühlen ohne Schiffchen). Die
hohen Durchschnittsgeschwindigkeiten des Schussfadens machen es
erforderlich, dass der Schussfaden innerhalb sehr kurzer Zeiten
abgebremst wird, wobei Eingriffe in der Größenordnung von wenigen Millisekunden
vorgenommen werden.
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Zurzeit
werden Schussfadenbremsen auf zwei verschiedene Weisen betätigt.
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Das
erste Verfahren bringt den Einsatz einer stromgesteuerten Spule
mit sich, welche sich in einem feststehenden Magnetfeld bewegt.
Die Schussfadenbremse ist direkt mit der Spule verbunden und wirkt
mit dem Schussfaden zusammen, um so den Bremsvorgang auszuführen.
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Zum
Beispiel offenbart die Vorveröffentlichung
EP-A-0 622 485 eine Vorrichtung zum Betätigen einer Schussfadenbremse
für Schussfadenführer dieser
Art.
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Der
Nachteil dieser Lösung
liegt darin, dass es zur Erzielung einer hohen elektrodynamischen Kraft
von der Spule aus erforderlich ist, zur Ansteuerung mit starkem
Strom zu arbeiten. Dementsprechend ist das Verhältnis zwischen dem Zuführstrom und
der elektrodynamischen Ausbeute ungünstig.
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Darüber hinaus
wird die Spule mit Hilfe eines Paares von Drähten mit Strom angesteuert,
welche direkt mit der Spule verbunden sind. Infolge der sehr hohen
Anzahl von Eingriffen, welche die Spule ausführen muss, um die Schussfadenbremse
zu betätigen,
führt dies
dazu, dass die Vorrichtung zur Betätigung der Schussfadenbremse
zu Fehlern neigt, da die Ansteuerung der Spule mit Hilfe der beiden
Drähte
nicht von Nachteilen wie Fadenbruch und dergleichen ist.
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Bei
einem zweiten Verfahren zum Antreiben der Schussfadenbremse ist
die Verwendung von Schrittmotoren vorgesehen, die allerdings nicht
direkt mit der Schussfadenbremse verbunden sind, sondern eine indirekte Übertragung
unter Einsatz von Nocken vorsehen.
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Der
Nachteil dieser zweiten Lösung
besteht darin, dass die Übertragung
zwischen dem Motor und der Schussfadenbremse langsam abläuft, da
sie nicht direkt erfolgt, weshalb die Forderung nach sehr kurzen
Eingriffszeiten aus den vorgenannten Gründen nicht erfüllt wird.
Außerdem
führt die
indirekte Übertragung
zu mechanischen Vorrichtungen zum Verbinden des Motors mit der Schussfadenbremse bei
konstruktiven Komplikationen neben erheblichen Kosten.
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Die
vorliegende Erfindung zielt nun darauf ab, eine Vorrichtung zur
Schussfaden-Bremsbetätigung zu
schaffen, insbesondere für
Webstühle
und dergleichen, bei welcher die Eingriffszeit bei der Schussfadenbremse
im Vergleich zu herkömmlichen Schussfadenbremsen
erheblich verkürzt
wird.
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Im
Rahmen dieser Zielsetzung liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe
zugrunde, eine Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsbetätigung zu
schaffen, bei welcher zur Erzielung eines gleichmäßigen Ansteuerstroms
zur Ansteuerung der Betätigungsvorrichtung
die elektrodynamische Ausbeute der Vorrichtung höher als die Ausbeute bei herkömmlichen Vorrichtungen
ist.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zur Schussfaden-Bremsbetätigung
zu schaffen, ins besondere für Webstühle und
dergleichen welche eine hohe Präzision
bei der Betätigung
der Schussfadenbremse aufweist.
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Noch
eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine
Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsbetätigung zu schaffen, bei welcher
es möglich
ist, die Bewegung, mit welcher die Schussfadenbremse augenblicklich
beaufschlagt wird, in der Weise zu steuern, dass diese im Wesentlichen
in Echtzeit eingestellt wird.
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Der
vorliegenden Erfindung liegt außerdem die
weitere Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsbetätigung zu
schaffen, insbesondere für
Webstühle
und dergleichen, bei welcher die Übermittlung der Betätigungswirkung
von der Betätigungsvorrichtung
zur Schussfadenbremse direkt erfolgt, ohne zwischengeschaltete mechanische
Elemente wie zum Beispiel Nocken und dergleichen.
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Eine
weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung
zur Schussfaden-Bremsbetätigung
zu schaffen, die in hohem Maße
zuverlässig
ist sowie sich vergleichsweise einfach und zu niedrigen Kosten herstellen
lässt.
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Diese
Zielsetzung, diese und weitere Aufgaben, die sich aus der nachstehenden
Beschreibung noch deutlicher ergeben, werden mit einer Vorrichtung
zur Fadenbremsbetätigung
nach Anspruch 1 erreicht bzw. gelöst.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich noch deutlicher
aus der nachstehenden Beschreibung bevorzugter, aber nicht ausschließlicher
Ausführungsbeispiele
der Vorrichtung zur Schussfaden-Bremsbetätigung, welche nur beispielhaft,
ohne jede Einschränkung
in der beiliegenden Zeichnung dargestellt sind, in welcher:
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1 eine Schnittansicht der
Vorrichtung zur Betätigung
einer Schussfadenbremse gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt, welche ein erstes Ausführungsbeispiel der Schussfaden-Bremsvorrichtung darstellt;
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2 eine 1 ähnliche
Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Schussfaden-Bremsvorrichtung ist;
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3 eine den 1 und 2 ähnliche
Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels
der Schussfaden-Bremsvorrichtung in einer ersten Betriebsstellung
zeigt, und
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4 eine 3 ähnliche
Ansicht der Schussfaden-Bremsvorrichtung in einer zweiten Betriebsstellung
ist.
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Es
wird nun auf die vorgenannten Figuren verwiesen, wonach die Vorrichtung
zur Betätigung der
Schussfadenbremse einen Rotor aufweist, der von einer Welle 2 aus
nicht-magnetischem Werkstoff gebildet ist, welche mit einem Abstützteil 3 in
Eingriff steht, auf welches zwei Magnetringe (die beispielsweise
aus Neodym gefertigt sind) aufgepasst sind; die Ringe sind dabei
radial und in entgegengesetzten Richtungen magnetisiert sind.
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Die
beiden Magnetringe sind mit den Bezugszeichen 10 und 11 angegeben
und sind auf einen Ring 9 aufgepasst, der aus einem magnetischen Werkstoff
(zum Beispiel Eisen) hergestellt ist und seinerseits auf eine Spule 13 aufgepasst
ist (die aus Kunststoff hergestellt ist), welche starr mit der Welle 2 gekoppelt
ist.
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Der
Stator des Linearmotors 1 besteht dabei aus einer außen liegenden
Ummantelung 20, durch welche die Welle 2 koaxial
hindurchgeführt
ist, sowie aus mindestens zwei Polschuhen 6 und 8,
welche zwei Spulen 4 und 5 umgeben.
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Der
Linearmotor weist dabei vorzugsweise einen zusätzlichen Polschuh (dritter
Pol 7) auf, welcher die Leistungsfähigkeit des Motors in hohem Maße verbessert.
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Auf
die Welle 2 ist eine an sich bekannte Bremsvorrichtung
direkt aufgekeilt.
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Gemäß 1 weist die mit dem Bezugszeichen 30 bezeichnete
Bremsvorrichtung ein stangenartiges Element 31 auf, mit
dessen Enden ein flexibles Element 32 verbunden ist; das
flexible Element eignet sich dazu, einen Eingriff gegenüber dem Schussfaden
T herbeizuführen,
indem er den Schussfaden gegen ein feststehendes Anschlagelement 33 zusammendrückt.
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Die
Modulierung der Bremswirkung der Bremsvorrichtung 30 wird
dadurch vorgenommen, dass auf eine Bewegung der Bremsvorrichtung 30 unter
einem rechten Winkel gegenüber
dem Verlauf des Schussfadens T eingewirkt wird.
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Die
Bewegung der Bremsvorrichtung 30 wird dadurch erreicht,
dass auf die Bewegung der Welle 2 eingewirkt wird, welche
den Rotor des Linearmotors darstellt.
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In
der Praxis verkettet sich der von den Magneten 10 und 11 erzeugte
Magnetfluss mit den Spulen 4 und 5 und erreicht
dadurch, dass er einen Stromfluss in den Spulen herbeiführt, eine
Bewegung der Welle 2 in der einen oder der anderen Richtung, je
nach der Richtung, in welcher der Strom fließt.
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Die
Betätigungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
kann auch mit einer Einrichtung zum Messen der Bewegung des Motors
ausgerüstet
sein, was bedeutet, dass die Bewegung der Welle 2, welche
die Bremsvorrichtung direkt betätigt,
gemessen wird. Die Einrichtung zum Erfassen der Bewegung des Motors besteht
günstiger
Weise aus einer Fühlervorrichtung 24,
die so angeordnet ist, dass sie einem Mag neten zugewandt ist, der
starr mit der Welle 2 des Motors gekoppelt ist. Die Fühlervorrichtung 24 ist
gegenüber dem
Magnetfeld empfindlich und misst den Abstand zwischen dem Fühler und
dem Magneten 25.
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Eine
derartige Distanz ist direkt proportional zu der Bewegung, welche
die Welle 2 des Motors unter rechtem Winkel zum Verlauf
des Schussfadens T ausführt.
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Auf
diese Weise ist es möglich,
in Echtzeit die genaue Position der Welle 2 und damit die
Bremskraft zu kennen, welche an die Bremsvorrichtung 30 angelegt
wird.
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Die
Betätigung
des Linearmotors 1 kann mittels eines Signals bedingt werden,
das vom Webstuhl oder vielmehr von einem Fühler kommt, der in schematischer
Form mit dem Bezugszeichen 35 bezeichnet ist und die augenblickliche
Spannung des Schussfadens T direkt misst und mit Hilfe eines Mikroprozessors,
der mit dem Bezugszeichen 36 angegeben ist, die Bremswirkung
der Bremsvorrichtung entsprechend den Parametern, welche vom Webstuhl
geliefert werden, oder entsprechend der Spannung des Schussfadens
T einstellt.
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Im
praktischen Betrieb besteht der vom Mikroprozessor 36 abgegebene
Befehl aus einem Stromsignal, mit welchem die Spulen 4 und 5 erregt werden.
Die Verwendung eines Linearmotors macht es möglich, bei der Übertragung
der Bewegung, welche von der Welle 2 der Bremsvorrichtung 30 erteilt wird,
eine hohe Wirksamkeit zu erreichen, da die Verbindung zwischen den
beiden Elementen direkt erfolgt, ohne dass Nocken und dergleichen
zwischengeschaltet sind.
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Außerdem ist
zur Erzielung einer gleichmäßigen Erregungsstrom
der Spulen 4 und 5 im Vergleich zur Erregung einer
herkömmlichen
Betätigungsvorrichtung
der elektrodynamische Gewinn, d. h. die Kraft, welche der Motor
entwickeln kann, im Falle eines Linearmotors deutlich größer, weshalb das
Verhältnis
zwischen der abgestrahlten Leistung und der Arbeitsleistung deutlich
zugunsten des Linearmotors ausfällt.
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2 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel der
Bremsvorrichtung 30 dar, die hier mit dem Bezugszeichen 40 angegeben
ist und bei welcher der Schussfaden T mittels der Bewegung eines
Schuhs 41 abgebremst wird, der auf die Welle 2 des
Linearmotors 1 aufgekeilt ist und gegen einen feststehenden
Anschlagschuh 42 anliegt. Der Schuh 42 kann ebenfalls
beweglich sein und mittels einer Feder in seiner Position gehalten
werden.
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3 ist eine Ansicht eines
weiteren Ausführungsbeispiels
der Bremsvorrichtung, die hier mit dem Bezugszeichen 50 angegeben
ist und aus einer Vielzahl von Rollen 51 besteht, die von
einem auf die Welle 2 des Linearmotors 1 aufgekeilten
Stangenelement 52 abgestützt werden.
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Zusätzliche
Rollen 51 sind so angeordnet, dass sie den ersten Rollen 51 gegenüber stehen,
wobei die Schussfäden
T zwischen den ersten Rollen und den zweiten Rollen hindurchgeführt sind.
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Die
Bewegung der Welle 2 gestattet eine Bewegung des Stangenelements 52,
welches die ersten Rollen 51 abstützt, so dass die ersten Rollen
und die zweiten Rollen 51 gemäß der Darstellung in 4 (wohingegen 3 die erste Betriebsstellung beim
dritten Ausführungsbeispiel
der Bremsvorrichtung darstellt) den Schussfaden T abbremsen, welcher
um die ersten und zweiten Rollen 51 geführt ist und dabei Schlaufen
bildet, welche ihn dementsprechend abbremsen.
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Im
praktischen Betrieb hat sich gezeigt, dass die Vorrichtung zur Bremsbetätigung gemäß der Erfindung
das beabsichtigte Ziel erreicht, da sie eine Eingriffszeit für die Betätigung der
Bremsvorrichtung ermöglicht,
die kürzer
ist als die Eingriffszeit, welche die herkömmlichen Vorrichtungen gewährleisten
können.
Außerdem
macht es die direkte Verbindung zwischen der Motorwelle und der
Bremsvorrichtung möglich,
für eine
direkte Übertragung
der Bewegung zu sorgen und wegen des Fehlens zusätzlicher mechanischer Elemente
die Herstellungskosten zu senken.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass der Linearmotor
einen schwachen Ansteuerstrom benötigt, um eine elektrodynamische
Kraft zu erzeugen, die größer ist
als die Kraft, die sich bei Ansteuerung von Betätigungsvorrichtungen bekannter
Art mit derselben Stromstärke
erzielen lässt.
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Auf
diese Weise ist die von der Betätigungsvorrichtung
gemäß der Erfindung
verbrauchte Leistung geringer als die Leistungsaufnahme herkömmlicher
Vorrichtungen.
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Darüber hinaus
macht es die direkte Ansteuerung der Bremsvorrichtung mittels der
Welle des Linearmotors möglich,
die von der Welle ausgeführte Bewegung
in einfacher Weise zu ermitteln und deshalb zu jedem Zeitpunkt die
Bremskraft zu erfassen, die tatsächlich
von der Bremsvorrichtung auf den Schussfaden aufgebracht wird.
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Die
Ermittlung der tatsächlich
aufgebrachten Bremskraft macht es außerdem möglich, durch Vergleich mit
der Spannung des Schussfadens Korrekturen an der Bewegung der Welle
des Linearmotors im Wesentlichen in Echtzeit zu ermitteln, um so
eine augenblickliche Korrektur von einem Moment zum nächsten bei
der Bremskraft vorzunehmen, welche von der Bremsvorrichtung aufgebracht
wird, um sie auf diese Weise an eine beabsichtigte Bremskraft anzupassen.
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Bei
der auf diese Weise ausgelegten Betätigungsvorrichtung können zahlreiche
Modifizierungen und Veränderungen
vorgenommen werden, die alle in den Rahmen des Erfindungsgedankens
fallen; dabei können
auch alle Einzelheiten durch andere technisch äquivalente Mittel ersetzt werden.
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Im
praktischen Betrieb können
als Werkstoffe alle Materialien gemäß den Anforderungen und dem
Stand der Technik und auch alle Abmessungen eingesetzt werden, so
lange sie mit dem speziellen Einsatzzweck kompatibel sind.