EP0498758A1

EP0498758A1 - Fadenbremse mit elektromagnetisch betätigter Bremslamelle

Info

Publication number: EP0498758A1
Application number: EP92810013A
Authority: EP
Inventors: Lorant Gacsay
Original assignee: Sulzer AG; Sultex AG; Gebrueder Sulzer AG
Current assignee: Itema Switzerland Ltd
Priority date: 1991-02-06
Filing date: 1992-01-08
Publication date: 1992-08-12
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: EP0498758B1; CN1063911A; US5244164A; RU2037579C1; DE59206144D1; JPH04333643A; CH682926A5

Abstract

Die Fadenbremse (1) mit Elektromagneten (12, 12') und einer Bremslamelle (2) weist auf der dem Faden (3) abgewandten Seite der Bremslamelle (2) eine segmentierte Schicht (5) aus weich-ferromagnetischem Material auf. Diese Schicht (5) dient zur Kraftverstärkung der magnetischen Anziehung. Die im wesentlichen plättchenförmigen Segmente (55, 56) der Schicht (5) sind entsprechend den Wirkbereichen der einzelnen Elektromagnete (12, 12') angeordnet und sie weisen untereinander und/oder mit der Bremslamelle (2) Verbindungen (60, 560) auf, wobei die Verbindungen (60) zwischen den Segmenten (55) flexibel ausgebildet sind. Dank der Segmentierung der kraftverstärkenden Schicht (5) bleibt die Flexibilität der Bremslamelle (2) im wesentlichen unbeeinträchtigt. Mit Elektromagneten (12'), die auf der Seite der segmentierten Schicht (5) angeordnet sind, lässt sich die Fadenbremse lüften. Mittels einer Blasvorrichtung (28), die über die Länge des Bremsspaltes verteilt Düsen (29) aufweist, lässt sich bei periodischem Lüften der Fadenbremse (1) Flug von den Bremsflächen entfernen. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft eine Fadenbremse gemäss Oberbegriff von Anspruch 1 sowie Webmaschinen mit solchen Fadenbremsen.
Aus der EP-A-0.294.323 (= T.735) ist eine Fadenbremse bekannt, bei welcher der Faden zwischen einer starren Bremsfläche (Oberseite des unteren Bremskörpers) und einer flexiblen, durch Elektromagnete bewegbaren Lamelle geführt wird. Die Bremslamelle besteht aus einem dünnen, ferromagnetischen Metallband. Sie weist eine geringe Masse auf und reagiert daher vorteilhafterweise schnell auf kurze Schaltzeiten der Elektromagnete. Da die Bremslamelle dünn ist, werden mehrere - erfahrungsgemäss mindestens fünf - Elektromagnete benötigt, die in einer Reihe in Fadenlaufrichtung unterhalb der starren Bremsfläche angeordnet werden. Dies hat den weiteren Vorteil, dass das Abbremsen an mehreren Stellen mit relativ niedrigen Flächendrücken und somit fadenschonend erfolgt. Hingegen besteht der Nachteil, dass diese Fadenbremse verglichen mit anderen bekannten Bremsen, bei denen der Faden punktuell an nur einer oder vielleicht zwei Stellen geklemmt wird, konstruktiv relativ lang ausfällt und damit ziemlich viel Platz beansprucht. Durch eine andere Anordnung der Magnete, beispielsweise eine doppelreihige Anordnung, lässt sich die Länge der Fadenbremse verkürzen - allerdings auf Kosten einer vergrösserten Breite.
Wie sich in der Praxis ergeben hat, weist die bekannte Fadenbremse mit elektromagnetisch betätigter Bremslamelle einen weiteren Nachteil auf: Der vom Faden freigesetzte Flug lagert sich an den Bremsflächen, insbesondere an den Längsrändern der Bremslamelle an. Die haftenden Fasern vergrössern offensichtlich den Bremsspalt. Da aber die Bremskraft rasch mit zunehmender Spaltbreite abnimmt, wird die Bremswirkung durch die Flugablagerungen stark beeinträchtigt. Es ist daher für ein kontinuierliches oder intermittierendes Entfernen der störenden Fasern zu sorgen. Diese Forderung bedingt eine Möglichkeit, die Bremse zu lüften und zwar so weit, dass die Fasern sich leicht aus dem Bremsspalt beispielsweise durch Blasen oder Saugen beseitigen lassen.
Wie schon bekannt ist (EP-A-0.294.323), werden zum Zweck des Lüftens einzelne der Elektromagnete (auch als Magnetspulen bezeichnet) als Lüftspulen ausgebildet. Auf der Bremslamelle sind dabei - den Lüftspulen gegenüberliegend und auf der dem Faden abgekehrten Seite - plättchenförmige Permanentmagnete angebracht. Bei ausgeschalteten Bremsmagneten ist es möglich, bei richtig gepolten Lüftspulen die Bremslamelle vollständig abzuheben, also die Fadenbremse zu lüften. Die zusätzliche Verwendung von Lüftspulen bringt allerdings den Nachteil mit sich, dass die Fadenbremse noch mehr Platz in Anspruch nimmt.
Hinsichtlich der Fadendicke bestehen weitere nachteilige Eigenschaften: Bei sehr dünnen Fäden bleibt die Bremslamelle wegen remanenter Magnetisierung (Restmagnetismus) auf dem untern Bremskörper haften und verursacht bei Schusseintragsvorrichtungen jeweils zu Beginn eines Schusseintrags schädliche Spannkräfte im Schussfaden. Hier lässt sich der Mangel auch mit der Möglichkeit, den Bremsspalt mittels Lüftspulen zu öffnen, beseitigen. Bei dicken Fäden besteht das Problem, dass der Bremsspalt relativ breit und somit die magnetischen Bremskräfte relativ schwach sind. Hier lässt sich Abhilfe schaffen, indem man für eine Kraftverstärkung sorgt, nämlich dadurch, dass man statt nur einer Bremslamelle mehrere, übereinanderliegend angeordnete Lamellen aus ferromagnetischem Material verwendet.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, für die eingangs genannte Fadenbremse einfache Mittel zu schaffen, mit denen sich eine Kraftverstärkung für die bremsenden sowie lüftenden Elektromagnete ergibt, wobei Verbesserungen hinsichtlich den erwähnten Nachteilen vorgenommen werden und dabei insbesondere dafür gesorgt wird, dass die Flexibilität der Bremslamelle möglichst unbeeinträchtigt bleibt. Diese Aufgabe wird mittels der Merkmale des kennzeichnenden Teils von Anspruch 1 gelöst.
Zur Verstärkung der Bremskraft sowie der Kraft beim Lüften sind erfindungsgemäss zwischen der Bremslamelle und dem Bremsdeckel Metallplättchen aus weich-ferromagnetischem Material angeordnet. Diese Metallplättchen bilden eine segmentierte Schicht. Die einzelnen Segmente, die eine Anordnung entsprechend den Wirkungsbereichen der Elektromagnete aufweisen, sind untereinander verbunden, wobei allerdings diese Verbindungen flexibel ausgebildet sein müssen, sodass die Flexibilität der segmentierten Schicht jener der Bremslamelle entspricht. Die Segmente können auch mit der Bremslamelle verbunden sein, wobei aber die Kontaktbereiche, durch welche die Verbindungen hergestellt werden, möglichst klein sein sollen, damit die Flexibilität der Bremslamelle möglichst unbeeinträchtigt bleibt. Mindestens einzelne Segmente müssen mit der Bremslamelle verbunden sein, damit beim Lüften mittels Elektromagneten im Bremsdeckel die Bremslamelle gezwungen ist, von der untern Bremsfläche abzuheben.
Nachfolgend wird die Erfindung für verschiedene Ausführungsbeispiele anhand der Abbildungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig.1a einen Querschnitt durch eine bekannte Fadenbremse,
Fig.1b einen teilweisen Querschnitt durch eine bekannte Fadenbremse, bei der eine Kraftverstärkung mittels zusätzlicher Lamellen erzeugt wird,
Fig.1c einen Querschnitt durch eine Fadenbremse mit dicker, wenig flexibler Bremslamelle,
Fig.2a ein Schrägbild einer bekannten Fadenbremse,
Fig.2b eine Halterung für die Bremslamelle,
Fig.3 eine Seitenansicht einer erfindungsgemässen Fadenbremse ohne Bremslamelle und kraftverstärkende Elemente,
Fig.4a eine Explosionszeichnung einer Bremslamelle mit erfindungsgemässer segmentierter Schicht,
Fig.4b ein Detail zur Befestigung eines Segmentes auf der Bremslamelle,
Fig.5 einen Ausschnitt aus einer feingliederig segmentierten Schicht,
Fig.6a ein zweites Ausführungsbeispiel einer feingliederig segmentierten Schicht,
Fig.6b ein Detail zu Fig.6a.
Fig.7a ein perspektivisches Bild einer erfindungsgemässen Fadenbremse mit Blasvorrichtung und
Fig.7b ein Detail zu Fig.7a (Querschnitt durch Bremsspalt).

Anhand der Figuren 1a bis 2b wird etwas näher auf den Stand der Technik eingegangen, um zu erläutern, was bezüglich der Kraftverstärkung der Brems- bzw. Lüftmagnete schon bekannt oder für den Fachmann naheliegend ist. In Fig.1a sind folgende Komponenten der Fadenbremse 1 zu sehen: Der Bremskörper 10 und der Bremsdeckel 20 mit der dazwischen liegenden Bremslamelle 2, die zusammen mit der untern Bremsfläche 11 den Faden 3 (als aus Fasern bestehendes Garn dargestellt) festklemmen können. Auf der Bremslamelle 2 sind plättchenförmige Permanentmagnete 4 befestigt, mit deren Hilfe das Lüften der Bremse ermöglicht wird. Die Elektromagnete 12 mit der Spule 12a, dem Kern 12b und dem Joch 12c sind auf einem Träger 13 aufgesetzt, über den die elektrischen Anschlüsse hergestellt sind. Die Elektromagnete 12 mit dem Träger 13 sind mit einem Kunstharz 14 im Bremskörper 10 eingegossen. Der Bremsdeckel 20 ist mit dem Bremskörper 10 über verschwenkbare Lenker 21 verbunden.
Bei dickem Garn 3′, wie es in Fig.1b dargestellt ist, reicht eine Bremslamelle 2 (mit einer bezüglich der Flexibilität vorteilhaften Dicke von 0.05 mm) nicht aus. Zur Kraftverstärkung sind dort zwei zusätzliche Lamellen 2′ und 2" vorgesehen, wobei die Wahl von zwei Lamellen selbstverständlich nur als Beispiel zu verstehen ist. Eine einzige aber dickere Lamelle 2 (Dicke = 0.15 mm, beispielsweise), wie in Fig.1c gezeigt, ist ungeeignet. Sie ist nicht oder zu wenig flexibel; sie kippt einseitig ab, wobei das Garn 3′ in Pfeilrichtung seitlich aus der Bremse hinausgedrängt werden kann.
Das Schrägbild der bekannte Fadenbremse 1 in Fig.2a zeigt die beiden gemeinsam, parallelogrammartig verschwenkbaren Lenker 21a und 21b, mittels derer sich der Abstand zwischen dem Bremskörper 10 und dem Bremsdeckel 20 verändern und einstellen lässt. Mit der Spannfeder 22 wird der Lenker 21a gegen den Bremskörper 10 gezogen, wo er am einstellbaren Anschlag 23 anstösst. Der Faden 3 wird mittels der eingangsseitigen Öse 27a und der ausgangsseitigen Öse 27b durch die Fadenbremse 1 geführt. Die Bremslamelle 2 wird lediglich an einer Halterung 25 (siehe auch Fig.2b) eingangsseitig an Stiften 26 eingehängt. Über die elektrische Anschlussleitung 19 werden die Elektromagnete aktiviert.
Bei der Kraftverstärkung der Elektromagnete - mittels zusätzlichem ferromagnetischem Material zwischen Bremslamelle 2 und Bremsdeckel 20 - muss dafür gesorgt werden, dass die Flexibilität der Bremslamelle möglichst gut erhalten bleibt. Daher verwendet man pro lüftenden Elektromagnet mindestens zwei Permanentmagnete 4 statt nur einem, wie es in Fig.1a gezeigt ist. Anstelle der Permanentmagneten 4 können auch weich-ferromagnetische Plättchen verwendet werden; dann sind jedoch die Elektromagnete im Bremsdeckel 20 anzuordnen. Nach dem Muster dieser weich-ferromagnetischen Plättchen kann auch eine Kraftverstärkung bezüglich den bremsenden Elektromagneten vorgenommen werden. Mit dieser Überlegung gelangt man nun zum Erfindungsgegenstand.
In Fig.3 ist eine Seitenansicht einer Fadenbremse 1 gezeigt, die sich als Weiterentwicklung aus jener der Fig.2a ergeben hat. Die Lenker 21a und 21b sind bogenförmig ausgebildet, um eine Ansammlung von Flug zwischen dem Bremsspalt und den Lenkern zu verhindern, welche bei der bekannten Fadenbremse mit den geraden Lenkern zu beobachten ist. Die Schwenkbewegung ist mit dem Pfeil A für den Lenker 21b angedeutet. Dem Lenker 21a sind wiederum eine Zugfeder 22 und ein Anschlag 23 (beispielsweise eine Exzenterschraube) zugeordnet. Die Ösen 27a und 27b sind an den Enden des Bremsdeckels 20 befestigt.
Die bremsenden Elektromagnete 12 sind im teilweise aufgeschnitten dargestellten Bremskörper 10 in einer Reihe angeordnet. Im gezeigten Ausführungsbeispiel bilden die Elektromagnete 12 eine fünf Magnete umfassende Gruppe, die an den beiden Enden je durch eine Lücke getrennt von einem weiteren Magnet flankiert ist. Den Lücken gegenüber liegend befinden sich im Bremsdeckel zwei lüftende Elektromagnete 12′. Die Lücken können schmaler als die Elektromagnete 12 gewählt werden. Somit fällt die Fadenbremse 1 vorteilhafterweise etwas kürzer aus, als wenn die lüftenden Elektromagnete 12′ - bei Verwendung von Permantenmagneten - ebenfalls im Bremskörper 10 angeordnet wären. Wie schon oben erwähnt kann für die Elektromagnete 12 auch eine andere Anordnung gewählt werden, durch die eine kürzere Länge der Fadenbremse 1 ermöglicht wird. Eine andere Anordnung kann auch für eine bessere Krafteinwirkung auf die Bremslamelle 2 von Vorteil sein.
Für die Halterung der Bremslamelle 2 sind zwei pilzartige Bolzen 26a, die mittels Schrauben 26b am Bremsdeckel 20 befestigt werden, vorgesehen. in Fig.4a ist ein erstes Ausführungsbeispiel einer Bremslamelle 2 mit einer erfindungsgemässen segmentierten Schicht 5 dargestellt. Die Segmente 56, die den lüftenden Elektromagneten 12′ zugeordnet sind, weisen eine Befestigung 560 - bestehend beispielsweise aus einem konischen Loch und einer Klebmasse (siehe Fig.4b) - auf, durch die das Segment 56 mit der Bremslamelle 2 verbunden ist. Diese Verbindung 560 ist auf einen kleinen Kontaktbereich beschränkt, wodurch - wie gefordert - die Flexibilität der Bremslamelle 2 nur minimal behindert wird (vgl. Fig.4b, wo die vom Elektromagnet angezogene Bremslamelle 2 strichpunktiert angedeutet ist).
Der übrige Teil der segmentierten Schicht 5 besteht aus einer dicken Lamelle mit Durchbrüchen und Schlitzen. Für die Segmente 56 sind Aussparungen 52 vorgesehen. Die Segmente 55, die durch die Schlitze 53a und 53b sowie die Aussparungen 52 begrenzt werden, sind durch Stege 60 miteinander verbunden, die schmal sind und somit eine Flexibilität der kraftverstärkenden Schicht 5 zulassen. Die beiden Durchbrüche 51 ermöglichen eine mit der Bremslamelle 2 gemeinsame Halterung in der Fadenbremse.
In Fig.5 ist ein Ausschnitt aus einer erfindungsgemässen Schicht 5 dargestellt, die eine feingliederige Segmentierung aufweist. Die einzelnen Segmente 55 sind jeweils einer Hälfte eines Elektromagneten 12 zugeordnet. Solche Segmente 55 können auch an die Stelle der Segmente 56 (Fig.4a) treten. In diesem Fall müssen mindestens einzelne der Segmente 55 mit der Bremslamelle verbunden sein, beispielsweise durch Punktschweissungen oder durch Verbindungen gleich jener, wie sie durch die Befestigung 560 in Fig.4b gezeigt wird. Die Segmente 55 bilden einen zusammenhängenden Verband. Daher müssen die an der Bremslamelle befestigten Segmente nicht notwendigerweise jene sein, die den lüftenden Elektromagneten zugeordnet sind.
Die segmentierte Schicht 5 lässt sich beispielsweise durch ein Ätzverfahren herstellen. Bei einem solchen Verfahren wird beidseitig auf einem Metallband mittels eines lichtempfindlichen Lacks und durch Belichten mit dem gewünschten Muster eine Ätzmaske erzeugt. In einem Säurebad lässt sich danach an den freigelegten Stellen der Lackschicht, die den Durchbrüche 54 der segmentierten Schicht 5 (siehe Fig.5) entsprechen, das Metallband durchätzen. Mit diesem Verfahren hat man eine grosse Gestaltungsfreiheit. In Fig.6a ist ein weiteres Beispiel gezeigt. Dort sind die Segmentverbindungen 60 durch einseitiges Ätzen dünner gemacht worden (siehe Fig.6b: Schnitt entlang der Linie B-B in Fig.6a). Die Verbindungen zwischen den Segmenten 55 können auch schlangenförmig ausgebildet werden (nicht dargestellt), um so eine bessere Flexibilität der kraftverstärkenden Schicht 5 zu erhalten. Am wenigsten Probleme mit dem Befestigen der Schicht 5 in der Bremse hat man, wenn die Segmente einen zusammenhängenden Verband bilden. Bei der Gestaltung der Segmentierung hat man daher hierauf zu achten.
Die perspektivische Abbildung in Fig.7a zeigt eine erfindungsgemässe Fadenbremse 1, bei der gegenüber Fig.3 noch zusätzliche Teile dargestellt sind: Eine Anschlussleitung 19 für die bremsenden Elektromagnete, eine Anschlussleitung 29 für die lüftenden Elektromagnete, ein Bremsträgerzapfen 15 und eine Blasvorrichtung 28. Diese Blasvorrichtung 28 mit einer Anschlussleitung 28a für Druckluft (Pfeil C) und einem Verteilrohr 28b dient zum Entfernen des Flugs aus dem Bremsspalt. Das Verteilrohr 28b weist über die Länge des Bremsspaltes verteilt Düsen 29 auf (siehe Fig.7b, wo der Pfeil C′ den aus der Düse 29 austretende Luftstrahl bedeutet). Die Blasvorrichtung 28 kann auch als integraler Bestandteil des Bremsdeckels 20 oder des Bremskörpers 10 ausgebildet sein.
Der Bremsträgerzapfen 15 deutet an, dass der Bremskörper 10 als unterer Teil der Fadenbremse 1 vorgesehen ist. Dies ist allerdings nicht notwendig: die Bremse könnte beispielsweise auch um 180° oder 90° bezüglich der Fadenlaufrichtung gedreht angeordnet sein.
Um eine gute Bremskraft auf den Faden ausüben zu können, ist es von Vorteil, wenn die Bremslamelle 2 aus ferromagnetischem Material besteht. Bei Verwendung der erfindungsgemässen Schicht 5 ist es aber auch möglich, für die Bremslamelle 2 ein Material zu wählen, das nicht ferromagnetisch ist. In diesem Fall muss die Schicht 5 nur entsprechend stärker ausgelegt werden.
Die erfindungsgemässe Fadenbremse eignet sich besonders für schützenlose Webmaschinen als Schussfadenbremse zwischen Fadenvorrat und Schusseintragsvorrichtung. Dabei ist eine Blasvorrichtung 28 zum kontinuierlichen Entfernen des anfallenden Flugs besonders vorteilhaft. Auch bei Maschinen zur Garnverarbeitung mit intermittierender Garnzufuhr ist die erfindungsgemässe Fadenbremse mit Vorteil einsetzbar.

Claims

Fadenbremse (1) mit einem Bremskörper (10), dessen eine Seite als starre Bremsfläche (11) ausgebildet ist, mit einer flexiblen Bremslamelle (2), die aus einem dünnen Metallband besteht, mit Elektromagneten (12, 12′) zum Bewegen der Bremslamelle (2) und mit einem Bremsdeckel (20), dessen eine Seite parallel zur starren Bremsfläche (11) ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die bremsenden Elektromagnete (12) im Bremskörper (10) und die lüftenden (12′) im Bremsdeckel (20) angeordnet sind und dass zwischen Bremslamelle (2) und Bremsdeckel (20) eine segmentierte Schicht (5) aus weich-ferromagnetischem Material eingelegt ist, wobei die im wesentlichen plättchenförmigen Segmente (55, 56) dieser Schicht (5) entsprechend den Wirkbereichen der einzelnen Elektromagnete (12, 12′) angeordnet sind, die Segmente (55, 56) untereinander und/oder mit der Bremslamelle (2) Verbindungen (60, 560) aufweisen und die Verbindungen (60) zwischen den Segmenten flexibel ausgebildet sind.
Fadenbremse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einzelne der den lüftenden Elektromagneten (12′) zugeordneten Segmente (55, 56) mit der Bremslamelle (2) verbunden sind.
Fadenbremse (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den lüftenden Elektromagneten (12′) zugeordneten Segmente (56) mit den andern Segmenten (55) nicht direkt verbunden sind.
Fadenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einer Halterung (26a) für die Bremslamelle (2) auch die segmentierte Schicht (5) befestigt ist.
Fadenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die segmentierte Schicht (5) aus einem Metallband durch Bilden von Durchbrüchen (54) hergestellt ist.
Fadenbremse (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchbrüche (54) mittels Ätzens gebildet sind.
Fadenbremse (1) nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle Segmente (55) einen zusammenhängenden Verband bilden.
Fadenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Bremskörper (10) der untere Teil der Fadenbremse (1) ist.
Fadenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (55) jeweils nur einem Elektromagneten (12, 12′) zugeordnet sind.
Fadenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungen (560) zwischen Segmenten (55, 56) und Bremslamelle (2) auf Kontaktbereiche beschränkt sind, die kleiner als die Segmentgrundfläche sind.
Webmaschine mit einer Fadenbremse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10 zum Bremsen von Schussfäden.
Webmaschine nach Anspruch 11 mit einer Blasvorrichtung (28), die über die Länge des Bremsspaltes verteilt Düsen (29) zum Entfernen des Flugs aufweist.