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Die
aktuelle Erfindung betrifft eine Schussfadenbremse, insbesondere
für Webstühle und Ähnliches.
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Bekanntermaßen wird
Schussfaden Webstühlen
zugeführt,
indem der Schussfaden von einer Spule abgewickelt wird, die vor
der Schussfadenzuführung
angebracht ist, von welcher der Faden dann zum Webstuhl oder einer
anderen Textilmaschine geschickt wird.
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Elektrisch
betriebene Schussfadenbremsen werden typischerweise zwischen der
Spule und der Zuführung
und zwischen der Zuführung
und dem Webstuhl eingefügt
und sind dafür
vorgesehen, die mechanische Spannung des Fadens anzupassen, um diesen
an die Anforderungen beim Weben anzupassen.
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Die
Modulation des Bremsvorganges wird durch verschiedene herkömmliche
Vorgehensweisen erreicht und insbesondere durch eine Durchführung des
Fadens zwischen zwei laminaren Elementen, bzw. einem festen und
einem beweglichen, und durch Variierung des mechanischen Drucks,
mit dem das bewegliche Element gegen das mitwirkende feste Element
gedrückt
wird.
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Als
Alternative sind sowohl das feste Element als auch das bewegliche
Element kammartig ausgeprägt,
mit Zacken, die mit Querbalken enden, die sich gegenseitig durchdringen,
mit unterschiedlichem Grad der gegenseitigen Durchdringung der beiden
Kämme,
die entsprechend den Weg des Fadens zu einem größeren oder kleineren Ausmaß ablenken,
und entsprechend dessen Gleiten bremsen.
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In
beiden Fällen
wird das bewegliche Element der Schussfadenbremse durch einen elektrischen
Antrieb bewegt, der mit einem Strom versorgt wird, der entsprechend
der Modulation der beabsichtigten Bremsaktion moduliert ist.
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Wie
auch bekannt ist, wird das bewegliche Element bei Schussfadenbremsen
anhand von linearen Elektromotoren angetrieben, insbesondere mit dreipoligen
Motoren, die sehr hohe Interventionsgeschwindigkeiten haben und
sehr geringe Erregungsströme
erfordern.
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Konventionelle
Schussfadenbremsen der beschriebenen Art, obwohl sie die Bremsaktion
hervorragend unterstützen,
haben jedoch Nachteile und sind insbesondere nicht völlig zufriedenstellend
bezüglich
der Möglichkeit,
die Bremsaktion zu modulieren.
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Weiterhin
können
die Schussfadenbremsen den Faden ziemlich leicht abreißen, besonders
an unebenen Stellen, wenn beispielsweise Knoten oder schwächere Abschnitte
des Fadens vorliegen.
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FR-A-1
161 662 offenbart eine Schussfadenbremse, wie in der Einleitung
von Anspruch 1 definiert.
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US-A-4
875 506 offenbart eine Schussfadenbremse, die durch Elektromagnete
angetrieben wird.
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Das
Ziel der aktuellen Erfindung ist es, die oben beschriebenen Nachteile
zu beseitigen und eine Schussfadenbremse bereitzustellen, die nicht nur
eine leistungsstarke und schnelle Bremsaktion durchführen kann,
wenn es erforderlich ist, sondern die auch eine Aktion ausführen kann,
die leicht moduliert werden kann und vor allen schrittweise abläuft, um
das Passieren von Knoten und anderen unebenen Abschnitten zu ermöglichen,
wobei der Ausdruck „schrittweise" eine Bremsaktion
bezeichnet, die nicht nur moduliert wird, sondern variabel vom Einlass
bis zum Auslass der Schussfadenbremse ist.
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Ein
weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist es, eine Schussfadenbremse
bereitzustellen, die eine vereinfachte und robuste Struktur aufweist
und im Betrieb sehr zuverlässig
ist.
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Ein
weiteres wichtiges Merkmal der Erfindung ist es, eine Schussfadenbremse
bereitzustellen, die in der Lage ist, den sich bewegenden Faden aufzunehmen
und zu verhindern, dass sich der Faden von den festen und beweglichen
Elementen löst und
der modulierten Bremsaktion der Schussfadenbremse entgeht.
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Um
dieses Ziel zu erreichen, diese und andere Merkmale werden besser
ersichtlich aus der folgenden detaillierten Beschreibung, bereitstellt
oder berücksichtigt
die aktuelle Erfindung eine Schussfadenbremse für Webstühle mit den speziellen Eigenschaften,
die in den anhängenden
Ansprüchen
angegeben werden.
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Im
wesentlichen ist die Erfindung auf der Idee basierend, den Schussfaden
gleitend zwischen einer starren und ebenen, festen Platte zu machen, die
aus nichtmagnetischen Material (z. B. Aluminium) hergestellt ist
und einem flexiblen Plättchen,
das aus magnetischem Material (z. B. Stahl) hergestellt ist, bei
dem nur ein Ende starr gekoppelt ist an die starre Unterstützung; und
auf einem magnetischen Antrieb des Plättchens gegen die feste und
starre Platte anhand eines beweglichen Bügels, der mit einer Vielzahl
von Permanentmagneten versehen ist, und einem elektrischen Antrieb
unterworfen ist, der durch einen Strom mit Energie versorgt wird,
der entsprechend der Modulation, die für die Bremsaktion erforderlich
ist, moduliert ist, und der den Bügel in Bezug auf das Plättchen so
bewegt, dass er die Magneten in Richtung oder weg von dem Plättchen bewegt,
um entsprechend die Anziehung, die von den Magneten auf das Plättchen ausgeübt wird,
zu variieren und entsprechend den Druck zu variieren, den das Plättchen auf
den Faden ausgeübt,
um diesen zu bremsen.
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Die
Eigenschaften, Ziele und Vorteile der Schussfadenbremse entsprechend
der aktuellen Erfindung werden besser ersichtlich aus der folgenden detaillierten
Beschreibung und mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen, die als
nicht eingrenzendes Beispiel gegeben werden, worin:
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1 eine
axiale Schnittansicht der Schussfadenbremse entsprechend einem ersten
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist, wobei die Vorrichtung in inaktiver Konfiguration
oder Ruheposition gezeigt ist;
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2 eine
Ansicht von oben von 1 ist;
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3 eine
Schnittansicht, ähnlich
wie 1, der Vorrichtung in aktiver Konfiguration ist;
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4 eine
Querschnittansicht entlang der Ebene IV–IV von 1 ist;
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4a eine
Schnittansicht entlang der Ebene IVa–IVa von 3 ist;
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5 und 5a Querschnittsansichten, ähnlich den 4 und 4a,
eines zweiten Ausführungsbeispiels
der Erfindung sind;
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6 eine
Längsschnittansicht,
entlang den Mehrfachlinien VI–VI
von 7, einer verbesserten Schussfadenbremse entsprechend
einem dritten Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist;
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7 eine
Ansicht von oben der Vorrichtung von 6 ist;
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8 eine
Querschnittsansicht in vergrößertem Maßstab, entlang
der Ebene VIII–VIII
von 6, der Vorrichtung mit dem magnetischen Unterstützungsbügel in der
aktiven Position ist;
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9 eine
Schnittansicht, ähnlich
wie 8, der Vorrichtung von 6 mit dem
magnetischen Unterstützungsbügel in der
inaktiven Position ist;
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10 eine
Schnittansicht, ähnlich
wie 6, eines vierten Ausführungsbeispiels der Erfindung
ist;
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11 eine
Ansicht von oben der Vorrichtung von 10 ist.
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Die
Ausführungsbeispiele
der 1 und 5 fallen nicht in den Schutzbereich
der beanspruchten Erfindung.
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Zunächst in
Bezug auf die 1 bis 4, bezeichnet 1 allgemein
eine Schussfadenbremse, die im wesentlichen einen Hohlkörper 2 umfasst,
der mit einer ebenen starren oberen Platte 3 endet, die starr
gekoppelt an den Körper 2 ist.
Die Platte 3 ist hergestellt aus nicht magnetischem Material,
typischerweise Aluminium, und unterstützt ein flexibles Plättchen 4,
das aus magnetischem Material hergestellt ist, typischerweise Federstahl.
Das Plättchen 4 hat
vorzugsweise ein Ende 4a, das starr gekoppelt ist an die
starre Platte 3 und ein anderes Ende, das lose ist, und
der Schussfaden F, der der modulierten Bremsaktion zu unterwerfen
ist, gleitet zwischen dem Plättchen
und der Platte. Typischerweise ist das gekoppelte Ende 4a des
Plättchens 4 an
einen Einlass I angeordnet und das lose Ende ist an einem Auslass U
der Schussfadenbremse angeordnet.
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Um
die modulierte Bremsaktion zu erzeugen, ist ein Bügel 5,
der sich in einer geraden Linie bewegen kann und eine Vielzahl von
Permanentmagneten 6, 7, 8 und 9 unterstützt, unter
der festen Platte 3 angeordnet, so dass der Fluss, der
durch die Magneten erzeugt wird, durch Passieren der festen Platte,
sich mit dem Plättchen 4 verknüpft, auf
das eine starke Anziehung ausgeübt
wird, die es gegen die feste Platte 3 drückt.
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Der
Bügel 5 ist
einem elektrischen Antrieb 10 unterworfen, der von einem
Strom angetrieben wird, der entsprechend der Modulation moduliert
ist, die für die
Bremsaktion erforderlich ist; der Antrieb bewegt den Bügel 5 in
Bezug auf das Plättchen 4,
und variiert entsprechend die Anziehung, die durch den Fluss der Magneten 6 bis 9 auf
das Plättchen
ausgeübt
wird.
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Vorzugsweise
wird der Antrieb 10 gebildet durch einen linearen Elektromotor,
der einen Stator 11 umfasst, vom Typ her mit drei Polen,
zwei Erregerspulen 12–13 und
einem Rotor, mit zwei zylindrischen Permanentmagneten 14–15,
die von einer Motorwelle 16 unterstützt werden, mit dem Bügel 5 verbunden,
radial polarisiert sind und entgegengesetzte Polaritäten haben.
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In
an sich bekannter Art kann der Erregerstrom des Motors 10 durch
einen Stromverstärker (nicht
gezeigt) bereitgestellt werden und kann entsprechend der mechanischen
Spannung, die auf den Faden F einwirkt, moduliert werden, beispielsweise anhand
eines Tensiometers (nicht gezeigt), das direkt die mechanische Spannung
detektiert und ein Modulationssignal zum Ansteuern des Verstärkers aussendet.
Als eine Alternative und in einer gleichermaßen konventionellen Art kann
das Modulationssignal durch einen Kontroll-Mikroprozessor des Webstuhls
(nicht gezeigt) bereitgestellt werden, welcher das Bremskriterium
oder die Bremskriterien festlegt und dabei sowohl die Interventionszeiten
als auch die Intensität
der Bremsaktion festlegt.
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In
beiden Fällen
erzeugt der Erregerstrom eine entsprechend kleinere oder größere Bewegung des
Bügels 5 rechtwinklig
zum Plättchen 4,
und bewegt dieses in Richtung oder weg von dem Plättchen und
variiert entsprechend die Bremsaktion, welche durch die Kraft erzeugt
wird, mit der das genannte Plättchen
gegen die Platte 3 drückt
und auf den Faden F, der an der Platte 3 anliegt.
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Um
die Bewegung des Bügels 5 zu überwachen
und damit die korrekte Bremsaktion zu überwachen, die durch die Vorrichtung 1 hervorgerufen
oder angewendet wird, arbeitet ein Magnet des Bügels 5, z. B. der
mit der Referenznummer 6 bezeichnete Magnet, mit einem
Näherungssensor 6' zusammen, unterstützt durch
die Platte 3, um dieser gegenüber zu stehen, der ein Signal
aussenden kann, das proportional zur linearen Bewegung des Bügels ist;
ein solches Signal wird verwendet, um eine Rückkopplung für den Motor 10 bereitzustellen,
um dessen Bewegungen innerhalb der beabsichtigten Grenzen zu halten.
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Darüber hinaus,
und wie deutlich in 1 zu sehen, kann die Dicke der
Magneten 7, 8 und 9 unterschiedlich sein,
um die Bremsaktion schrittweise vom Einlass I bis zum Auslass U
der Vorrichtung erbringen zu können.
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Insbesondere
ist der Magnet mit der Referenznummer 9, der benachbart
zu dem Auslass U der Vorrichtung angeordnet ist, typischerweise
dicker als die anderen; diese Dicke erlaubt es, die stärkste Anziehung
am losen Ende des Plättchens 4 (3) auszuüben, wo
das Plättchen
am flexibelsten ist.
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Dies
bedingt, dass die Intensität
der Bremsaktion schrittweise erbracht wird und vom Einlass I bis
zum Auslass U der Schussfadenbremse zunimmt, wobei die größte Flexibilität des Plättchens 4 ohne
nennenswerte Konsequenzen die Passage irgendwelcher Diskontinuitäten des
Fadens und insbesondere die Passage von Knoten oder Schwachstellen
des Fadens leicht toleriert.
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In
dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel
sind die Magneten 6 bis 9 des Bügels 5 in
einer einzelnen Reihe angeordnet (2 und 4), deren
Mittelebene mit der entgegengesetzten Ebene der Welle 16 übereinstimmt;
dies hat zur Folge, dass sich das Plättchen 4 neigt, wenn
der Bügel 5 in
die aktive Position angehoben wird, wie in 4a gezeigt.
Das Plättchen
dreht sich tatsächlich
um den Faden F und ordnet sich schräg in Bezug auf die horizontale
und inaktive Position (4) an, und durch Annahme der
Position, die durch die Referenznummer 4' bestimmt ist, erlaubt es dem Faden
F, der Bindung durch das Plättchen 4 zu
entkommen, wenn er in die Richtung angetrieben ist, in die das Plättchen abzweigt,
gekennzeichnet durch den Pfeil f von 4a.
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In
dem zweiten Ausführungsbeispiel
der 5 und 5a hat der Bügel 5 zur Vermeidung dieses
Nachteils zwei Reihen 20, 20' von Magneten, die neben einander
angeordnet sind. In dieser Art biegt das magnetische Feld, das durch
die zwei Reihen von Magneten erzeugt wird, durch Verknüpfung mit
dem Plättchen 4 das
Plättchen,
das ein kreissegmentähnliches
Profil annimmt, welches durch die Referenznummer 4" gekennzeichnet
ist und in 5a zu sehen ist; das Profil 4" wird so angepasst,
das es tatsächlich
den Faden F enthält
und in jedem Fall seine Loslösung
von dem Plättchen 4 verhindert.
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In
dem ersten oben beschriebenen Ausführungsbeispiel mit Bezug auf
die 1 bis 5 führt die koplanare Anordnung
des flexiblen Plättchens 4 und
der Permanentmagneten, die durch den beweglichen Bügel 5 unterstützt werden,
dazu, dass das Plättchen
von einem magnetischen Fluss gekreuzt wird, welcher es, obwohl ex
reduziert wird, einer schwachen Anziehungskraft sogar in der inaktiven Position
unterwirft, d. h. wenn der magnetunterstützende Bügel und die daran starr gekoppelten
Magnete sich in der maximalen Entfernung von dem Plättchen 4 befinden.
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Dies
kann manchmal die Modulation der Bremsaktion verändern, welche, niemals null
werdend, im Schussfaden, besonders wenn dieser sehr dünn ist,
unerwünschte
mechanische Spannungen mit folgendem möglichen Bruch des Fadens hervorruft.
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Das
dritte und vierte Ausführungsbeispiel
der 6 bis 11 wurde entworfen, um diesen
Nachteil zu beseitigen. Zu diesem Zweck stellt die konstruktive
Veränderung
eine Schussfadenbremse 1' bereit,
bei der die auf den Schussfaden F ausgeübte Bremsaktion durch einen
schwingenden Bügel 5' (8 und 9)
ausgeübt
wird, der eine Vielzahl von Permanentmagneten unterstützt, zwei
Magnete 6', 7' im gezeigten
Beispiel, die neben einander angeordnet sind und vorzugsweise wechselweise
umgekehrte N-S Polaritäten
haben. Wie deutlich in den Figuren zu sehen ist, wird der Bügel 5' durch eine ebene
Abstützung 5a gebildet,
die ein rechteckiges Profil hat und aus Plastik oder Metall oder
Metalllegierung hergestellt sein kann und, monolithisch und an einer
seiner längeren
Seiten, eine Drehachse unterstützt,
die parallel an der genannten längeren
Seite angeordnet ist und mit der Welle A eines elektrischen Motors
M übereinstimmt
oder sich überschneidet,
der sich um 90 Grad in die zwei Rotationsrichtungen bewegen kann.
Entsprechend bewegt sich der schwingende Bügel 5' winkelmäßig in Bezug auf das flexible
Plättchen 4 zwischen
zwei koplanaren und zueinander senkrechten Endpositionen, gezeigt
jeweils in den 8 und 9. In dieser
Art und in Übereinstimmung
mit der angegebenen Zielsetzung variiert die Intensität des magnetischen
Flusses, die das Plättchen 4 beeinflusst
und kreuzt, entsprechend der Variation des Gefälles des Bügels 5' in Bezug auf das Plättchen,
nimmt den maximalen Wert für
die Konfiguration an, bei der der Bügel und das Plättchen koplanar
sind (8) und wird null für die Konfiguration, bei der
der Bügel
senkrecht oder im wesentlichen senkrecht zu dem Plättchen 4 ( 9)
ist. Da die Intensität
des magnetischen Flusses, der das Plättchen beeinflusst, variiert
von null bis zu einem Maximum über
einen Winkel von nur 90 Grad, erzeugen kleine winkelmäßige Bewegungen
des Bügels 5' signifikante
Veränderungen
bei der Anziehungskraft, die von den Magneten 6'–7' auf das Plättchen 4 ausgeübt wird
und erzeugen daher signifikante Veränderungen bei der Bremsaktion,
die durch das Plättchen auf
den Schussfaden F ausgeübt
wird. Dies sorgt für eine
besonders schnelle und prompte Antwort der Schussfadenbremse 1' entsprechend
dem beschriebenen Ausführungsbeispiel.
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Das
vierte Ausführungsbeispiel,
das in den 10 und 11 gezeigt
ist, unterscheidet sich von dem, was oben beschrieben wurde, nur
darin, dass der Bügel 5" der entsprechenden
Schussfadenbremse 1",
um die Bremsaktion besser vom Einlass I bis zum Auslass U der Vorrichtung
zu verteilen, eine Gruppe von drei Permanentmagneten 6"–7"–8" unterstützt, die
auch nebeneinander und mit wechselweise umgekehrten Polaritäten angeordnet
sind.
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Ohne
das Prinzip der Erfindung zu verändern,
können
die Details der Ausführung
und die Ausführungsbeispiele
natürlich
deutlich weiter in Bezug auf das beschriebene und das anhand von
nicht eingrenzendem Beispiel Erklärte verändert werden, ohne dabei den
Schutzbereich der Erfindung zu verlassen.
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Wo
technischen Bestandteilen, die in irgend einem Anspruch erwähnt sind,
Referenzzeichen folgen, wurden diese Referenzzeichen nur dazu eingefügt, um die
Verständlichkeit
der Ansprüche
zu verbessern und entsprechend haben solche Referenzzeichen keinen
eingrenzenden Effekt auf den Schutzumfang jedes Elements, das anhand
des oder eines Beispiels durch solche Referenzzeichen identifiziert wird.