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Klauenbremse zum Spannen eines Fadens Die Erfindung betrifft eine
Vorrichtung zum Spannen eines Fadens an Textilmaschinen.
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Es sind Fadenspanner bekannt, bei welchen eine Anzahl von Unischlingungseleinenten
in Form von Klauen vorgesehen sind, welche der Faden durch:-laufen muß, wobei er
bei jeder Umsch-Iingung seine Spannung vergrößert. Derartige Fadenspanner, sogenannte
Klaaenbremsen, sind bekanntlich. wenig staubempfindlich, haben jedoch den Nachteid,
daß die damit erzeugte Fadenspannung sehr unruhig ist, weshalb eine große Fadienbruchzähl
in Kauf genommen werden muß,. Die ungleichmäßi.,ge Fadenspannu-ng beruht darauf,
daßdie Spannungszunahme itm Spanner ein Vielfaches derjenigen Spannung darstellt,
die beim Eintritt des Fadens in den Fadenspanner bereits vorhanden ist. Bekanntlich
schwankt aber bei höherer Fadengeschwindigkeit dies,- sogenannte Eingangsspannung
zwischen o,5 ti und 5 g.
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Nach, den Gesetzen der Seilreibung nimmt die Spannung eines über einen
ruhenden Körper geführten Fadens um so mehr zu, je größer der Umschlingungswinkel
des unischlungenen fest.-stehenden Teiles und je größer der Reibwert zwischen
dem Faden und iseiner Auflage -ist. Der Unruhefaktor selbst wird aber durch den
Fadenspanner nicht beeinflußt, sondern ist der gleiche am Eingang wie am Ausgang
des Spian;ners. Die Ausgangsspannung schwankt be-Isp-itl#sweis,e bei einer Verzehnfachung
der Spannung innerhallb des Fadenspanners infolge der eingangs beschriebenen Umschlingungen
und bei den genannten Eingangsspiannungen von o,5 bis 5 g zwiechen
5 bis 5o, g.
Während für die meisten Spulvorgänge eine Z5 b
Spannung
von 5 "" zur Erzielung eines harten Fadenwickels nicht ausreicht, führt eine
solche von 5o#g meist zum Fadenbruch.
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Vielfach wird die Spannungsunrufhe noch dadurch vergrößert, 4aß der
bewegliche. Teil der Klauenbremse in Eigenschwingung gerät und da-,durch weitere
Ungleichheiten in die Fa#denspannung bringt. Man hat das einstellibiart, !bewegliche
Teil des,Spanners mit einer trägen Dämpfereinrichtung versehen, um ein Aufschaukeln
durch periodisch wiederkehrende FadenspannungsstÖße zu untierbinden. Damit ist lediglich
vermieden, daß id.u"rch die -zusätzlichen Bewegungen des bewegl-ichen Spannerteiles
noch größere Spannungsunruhen eintreten. Aber der Zustand, daß die Spannungsungleichheiten
der Ausgangssp#annung im gleichen Verhältnis bestehenbleiben, wie diesebereits in
der Eingangsspannu#ng vorgeherrscht haben, ist damit nicht beseitigt.
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Der Erfindung liegt zunächst die Erkenntnis zugrunde, daß eine Verbesserung
der Klauenbreinse. dadurch zu erzielen ist, daß deren beweglichen Teile scy leicht
gemacht -werden, daß sie auf jede Schwankung der Eingangsspannung sofort ansprechen.
Sie sollen also beim Auftreten größerer Eingangsspannungen isofo.rt-zurückweichen
und die Fadenumschlingungen dadurch verkleinern, so daß die Reibung des Fadens am
Spanner augen.b1.icklich im -leichen Maße abnimmt, wie Jie Eingangsspa,-nnung zugenommen
hat. Beim Auftreten kleinerer Eingangsspannungen süllen die bewegliehen Teile dagegen
sofort vortreten, die Fadenunisehlingutigen verg ern und dadurch die Reibung, des
Fadens am 5panner vermehren. Um aber die beweglichen Spannerteile in Abhängigkeit
von der Eingangsspannung steuern zu können, ist es ferner notwendig, den Einfluß
der Eigenschwingungen der beweglichen Teile auf die Fadenspannung auszuschalten.
Dies wird dadurch erzielt, und diese Maßnahme stellt ein weiteres wesentliches Merkmal.
der Erfindung dar, idaß bewegliche Belastungsteile verwendet werden, deren Eigenschwingungszahl
größer, vorzugsweise viel größer ist als die vom Baden auf die -beweglichen Teile
übertragenen Unruhefrequenz-en, wo-durch ein In-Eigenschwingung-Versetztwerden bzw.
Aufgeschaukeltwerden der beweglichen Belastungsteife mitS icherheit -vermieden wird.
Daher befinden sich zwardie 'beweglichen Belastungsteile unter der Einwirkung des
Fadens in dauernder Schwingung, .aber diese Schwingungen sind. nur durchden Faden
aufgezwungen und bewegen sich nienia,1-s in der Resonanzzane.
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Weiterhin ist zufolge dem dritten Erfitidungsinerkmal ein Druckerzeugungsmittel
für die bewegliehen Teile vorgesehen, welches die Größe des Be-Iastungsdruckes der
beweglichen Teile gleichsinnig ,mit der Größe des Umschlingungswinkels des Fadens
an den Klauen ändert.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsforni sin-d die beweglichen Bremsteilt
in einem Spanner#körper um eine zur Durchlaufrichtung des, Fadens parallele Schwenkachse
drehbar angeordnet und durch eine Kraft. quer belastet, deren Ein-wirkung sich in
gleichem - Sinne wie der Umschlingungswinkel ändert. Dabei können die beweglichen
Bremsteile ,die Form eines um die Schwenkachse drehbaren Winkelhebels besitzen,
deren eines die Klaue bildendes Schenkelende von oben iauf den Faden drückt und
deren anderes S,chenkelenide sich auf eine im Spannerkörper angeordnete Feder abstütit,
,wobei die, Länge des Hebelarms auf der Abstützseite mit dem Unischlingungswinkel,
zu- bzw. abnimmt.
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Die be-wegl:ichen Bremsteile -können einzeln oder gruppenweise unabhängig
voneinander in Richtung .auf den Faden ausschwingbar angeordnet sein.
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Nach- einer anderen bevorzugten Aus,führungsform sind diebeweglichen
Bremsteile als auf dem .Faden liegende,Stäbchen ausgebildet, und vorzugsweise ist
unter ihnen zur Erzeugung einesstärkeren Belastungsdruckes ein Magnet angeordnet.
Zur Erzeugung des magnetischen Feldes werden vorteilhafterweise ein oder mehrere
Eltektromagnete vorgesehen, -bei welchen die Stärkt des magnetischen KraftlinienfeIdes
bei mehreren Fadenspannern Crleichzeitig chmäßig einstel.lbar ist.
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t> , und glei Die beweglichen Teile der Bremse gemäß der Erfindung
stehen somit unter einer äußeren Spannung oder Belastung, z. B. durch Federn oder
Magnet, welche der durch den durchtaufenden Faden ausgeübten Spannung entgegenwirkt.
Wird die Eigenspannung des Fadens größer, so wird die Belastung kleiner und umgekehrt.
Veränderlich sind die Eingan-gsspannung und der Umschlingungswinkel. An-Cr
- der Ausgangsstrebt wird die Konstanthaltun e spannung. In der Zeichnung
ist die Erfindung beispielsweise dargestellt. Es zeigt Fig. i eine schematisch dargestellte
Klauenibremst mit kleinen Fadenulmschlingun-gen, Fig. 2 eine schematisch dargestellte
Klauenbremse mit großen Fadenumschlinigungen, Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung
des Verlau,fs der Querbelastung im Verhältnis zur Fadenumschlingung, Fig. 4 einen
Fadenspanner nach der Erfindung mit mehreren miteinander verbundenen, beweglichen
BelastungsteIlen im Querschnitt, F.ig. 5 einen Längsschnitt durch die Vorrichtung
der Fig. 4, Fig. 6 eine andere Ausführungsform, eines Fadenspa,nners nach
der Erfindung mit unalbhängig voneinander aussch.#wingbaren Belastungsteilen im
Längsschnitt, Fig. 7 einen Querschnitt von Fig. 6,
Fig. 8 das
§,cherna mehrerer miteinander verbundener,gleichzeitig reg#Ibaxer Fadenspanner der
Fig. 6 und 7.
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In Fig. i und, 2 ist ein Faden F um feste Klauen i undtewegliche Klauen
2'gefülhrtt. Er wird in Richtung des Pfeiles 3 durch die Klauen 1, :2
ge-
zogen. An der Einlauf seite herrscht im Radenstück 4 eine bestimmte Eingangsspannung,
an der Auslaufseite herrscht in Richtung des Pfeiles 3 eine -bestimmte Ausgangsspannung
Die Urn.schlin-u-ngs-?Z bl zi
winkel des Fadens F um die Klauen
1, 2 siind mit 5 bezeichnet. Der auf die beweglichen Klauen 2 wirkende Belastungsdruck
wirkt in Richtung des Pfeiles 6.
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In Fig. 3 sind auf der Waagerechten 7 die Fadenumschtingungen
ausgedrückt als die Summe sämtt' ZD licher U.mschlingttngswinkel, auf der Senkrechten.
die Querfielastungen in Gramm aufgetragen. Die Kurve 9 zeigt die Abhängiglizeft
der -beiden Größen voneinander.
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Bei der in Fig. 4 und 5 dargestellten Ausführungs#form, ist
ein Spannerkörper io mit festen Klauen i versehen. Er trägt eine zur Durchlaufrichtung
des Fadens F parallele Achse i i, uni welche ein aus mehreren miteinander verbundenen
Klauen 2 bestehendes BeliastunGselement 12 drehbar gelagert ist. Das Belastungselement
12 trägt einen, Hebel 13, gegen welchen eine Feder 14 Seich andrückt. Die
wirksamen Hebelarme sind mit 15
ulnd 16 bezeichnet. Bei starken Umschlin-u-ngen
Z,
nimmt das Belastungselement 12 die Lage 12' und der Hebel 13 Jie Lage 13'
ein.
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Bei der in Fig. 6 und 7 dargestellten Ausführungsform
sind in einem Spannergehäuse 17 mehrere stäbchenförmige Belastung-skörper 18 eingebaut,
welche sich giegen feste Auflagen in Form eines gewundenen Drahtes ig auflegen,
der mit einer Klammer 2o in Spannergehäuse 17 festgehalten .wird. Unter deni,
Spannergelhäuse 17 ist ein Magnet 21 angeordnet, dessen verlängerte Magnetschienen
22 sich unter dem Spannergehäuse 17 fortsetzen. Die zwischen den Magnetschienen
2:2 und den Belastungskörpern 1.8 fließenden, magnetischen Kraftlinien23 sind andeutungsweise
eingezeichnet, Der Miagnet 21 trägt eine Magnetspule 24.
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In Fig. 8 4st eine :Gruppe von Spannern, 25 in Ausführungen
gemäß Fig. #6 und 7 'mit einer gemeinsamen, alle Magnetspulen 24 verbindenden
Stromzuführ.u.n,g 26 verseihen, welche durch ein,-Stromquelle 27 gespeist
wird. Die Stromstärke bzw. die Spannung kann mittels einest Reglers:28 beeinflußt
werden.
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Zur Wirkungsweise der neuen Vorrichtung ist folgendes zu bemerken:
Beim Durchziehen des Fadens F durch einen Fadenspanner mit festen Klauen i und beweglichen
Klauen2 (Fig. i und 2) wird durch die bewegliehen Klauen 2 eine Umschlingung des
Fadens#F, teils um die beweglichen Klauen 2, teils um die festen Klauen i erzwungen.
Die Größe des UmschlingungswinIkels 5 ist abhängig von, der Lage der beweglichen
Klauen 2. Der Umschlingungswinkel 5
wird um so größer, je tiefer die
beweglichen Klauen 2 zwischen den feststehenden Klauen, i durch#ge.drii,c#1,it werden.
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Wenn die Forderung erfüllt werden soll, daß die Ausgangsstpainnung
in Richtung,des Pfeiles 3 trotz beliebiger Spannu-ngs-schwald<ungen im
FadenstÜck 4 konstant sein soll, dan-n muß die Größe des Umschlingungswinkel
5 des Fadens F an den Klauen sich bei jeder Veränderung der Spannung im Fadenstück
4, also ider Eingangsspannung, eben.-fallsi ändern, denn nach den Seilreibungsgesetzen
vergrößert sich die Fadengpannung mit Vergrößerung des Umschlingungswinkels,
5. Um bei bestimmten Eingangs- uind Ansgangsspannungen des Fadens F -bestimmte
Umschlingtingswinkel 5 zu erhalten,,d. h. Ums"chlin#,-ungswin-ke-1, »welche
bei jeder beliebi-en Ein-a,-n,osspannun-sschwan!I,:ung kont' el b
stante Au.sgangsspannungen
ergeben, sind die bewegl.ichen Klauen 2 durch Kräfte 6 von -a!n.z bestimmter
Größe zu belasten. Diese Kräfte 6 müssen sich in Abhängig-keit vom Umschlingungswinkel
5
el ern. Es ist gemäß der Darstellung in Fig. 3 veränd aus der Darstellung
ersichtlich, daß die Querkraft bei kleiner Fadenumschlingung klein, bei großer Fadenumschlingung
grchß sein muß. Dies läßt: sich dadurch erklären, daß bei kleiner Fadenumschlin---ung
bereits eine große Eingangsspannung im Fadenstück4 herrscht, welche nu-r durch kleine
Fa,denumschlingungen 5 zusätzlich vergrößert werden. darf. Zur Erzeugung
dieser kleinen Faden,-umschlingungen 5 sind nur -kleine Querkräfte
6 erforderlich (Fig. i). In Fig.. 2 dagegenherrstht eine kleine Eingangsspannung
im Fadenstück 4 vcr. Es sind daher grcyße Fa,denumschlingungen erforderlich, um
eine ebenso große Ausgangsspannung am Pfeil 3 zu erhalten, wie diese in Fig.
i vorgeherrscht hat. Zur Erzeugung von großen Fadenumschlingungen ist aber bei Verfolgung
aller auftretenden Kräfte ein größerer Belastungsdruck 6
erforderlich.
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Im Fadenspanner gemäß Fig. 4 und 5 ist ein möglichst leicht
ausgeführtes Belastungselement 12 um die parallel zum Fadenlau.f angeordnete Achse
ii drehbar gelagert. Es wird an seinem Hebel 13
durcheine Feder 14 iM Sinne
gegen den Uhrzeiger gedreht und belastet mit seinen Klauen 2 den Faden F, welcher
unter den -um, die Achse i i gemeinsam beweglichen Klau-en 2, jedoch über den feststehenden
Klauen i liegt. Die beweglichen Klauen 2 vepändern ihre Lage je nach Größe
der Eingangsspannung im Fadenstück 4, wobei der Belastungsdruck 6 auf die
beweglichen Klauen 2 um so größer wird, je weiter sich die, Klauen 2 im Sinne
geg ,en den Uhezelg gerhewegen b ; id, h. je größer die Fadenumschlingung
ist, weil das Belastungselement 12 in der gezeichnet-en Stellung mit einem wi,r-Izsamen
Habelarm--i;.,du#rch den Druck der Feder 14 in Richtung gegen den Uhrzeiger bewegt
wird, wogegen dasiselbe Element in der Lage- 12" mit dem größeren Hebelarm 16 infolge
des Feder-ZD druck7,-s #2en #iiMs--i-n-Ri!-ch#tun- g-egen den Uhrzeiger gedrückt
wird. Die- Belastungselemente sind so leicht gehalten, daß bei normalen Fafdenspannungsunrlxhen
eine so schnelle Lageveränderung der beweglichen Klauen2 erfolgt, daß nach jeder
Veränderung der. Eingangsspannung eine sofortige Anpassung der jeweils richtigen
Lage derbeweglichen Belast-ungselemente, 2 erfOlgt, um jederzeit eine gleichbleibende
Ausgangsspannung zu gewährleisten.
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An Stelle der gemeinsam um Üie Achse i i drehbar angeordneten Belastungskörper
2 können dieseilben auch. einzeln oder gruppenweise unalShän-ji0,7 voneinander angeordnet
sein,
In Fig. 6 und 7 w. ird der Faden Fd-urch mehrere
unabhängig voneinander in Richtung auf den Faden F ausschwinghar angeordnete B-Jastungskörper
18 belastet, -welche den Vorteil einer besonders hohen Eigenschwingunggszahl, besitzen,
und infolge ihrer unabhängig voneinander ausführbaren Sch#wingbewegungen ein Auftreten
von gerneinsamen Schwingungen gleicher Größe und Frequenz mit Sicherheit unterbinden;.
Ein Fa!denspanner dieser Ausführung eignet sich für allerhöchste Fade,n,-,eschwin,dib-'llzeit.
Die große Reaktionsfähigkeit der Belastungskörper- 18 ist dabei noch durch Anordnung
eines Elektromagneten 21 vergrößert der so im Fadenspanner eingebaut ist, daß seine
Mag,netschienen 22 infolge des Kraftlinienflusses 2,3 die nurimehr als Mai,-np"tjoch--,
wirkenden Belastungskörper v8 dauernd anzuziehen versuchen, un& zwar mit einer
Kraft, die um so größer ist, je
tiefer die bewegli n belastungsloci-rp-er
iS-i-wi-s#chen die feststehenden Aufi#ag,-ein- ig=ji'#ligedrückt werden. Damit ist
auch fiei diesem Spaliner die in Fig-. 3 dangges-tellte Abhängigkeit zwischen.
Querkraft und Größe der Umschlin-Iin- berücksichtigt. Z,: ZD Die Anord-nung
von EI4#l"trorn-agn-eten ist nicht Bedingung, man, 'kann mit- Dauerrnagneten die
gleicl-ie- Wirgcu.ng er..zielen.
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Sofern jedoch Elektroma gnete zur Anwendung gelangen, wird zweckmäßigerweise
gemäß Fig-. 8
durch gleichzeitige Verändierung des Stromes in der Stromzuführung
26 mittels des Reglers 28 die Größe der Kriftlinienfelder- der Magneten
in den Spannern:25 beeinflußt. Dadurch ist eine gleichzeitige und Verstellung der
Ausga-ngsspannung für eine Gruppe von Fadenspannern ermöglicht.
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