DE4409450C2 - Fadenbremseinrichtung - Google Patents

Description

In der Praxis sind Fadenbremsen in Gestalt sogenann­ ter Scheiben- oder Tellerbremsen weit verbreitet. Bei die­ sen sind die die Bremselemente bildenden Bremsscheiben oder -teller in der Regel auf einem Führungsbolzen drehbar gelagert, der endseitig ortsfest gehalten ist. Auf seinem anderen Ende trägt dieser Führungsbolzen ein Gewinde, auf das eine Stellmutter aufgeschraubt ist, die das Widerlager einer die beiden Bremsscheiben elastisch gegeneinander drückenden Druckfeder bildet. Der zwischen den Bremsschei­ ben durchlaufende Faden wird durch Reibung an den aufein­ ander zu gespannten Bremsscheiben oder -tellern gebremst, so daß der ablaufende Abschnitt des Fadens eine einigerma­ ßen definierte Spannung erhält.

Schon nach nicht allzu langem Betrieb können auf der Oberfläche des ablaufenden Fadens haftende Gleitmittel (Paraffine, Spulenöl usw.) zu Ablagerungen auf den Brems­ scheiben führen. Wenn sich in diese Ablagerungen Schmutz­ partikel oder Flusen einlagern, entsteht eine klebrige pa­ stöse Masse, die in zunehmendem Maße zwischen die Brems­ scheiben oder -teller eindringt. Durch diese sich im Ver­ lauf der Betriebszeit immer weiter aufbauenden Ablagerun­ gen werden die Bremsscheiben oder -teller mit der Zeit örtlich auseinandergehalten, so daß sie ihre Bremsfunktion auf den durchlaufenden Faden immer weniger ausüben können. Auch ergibt sich eine unregelmäßige Bremswirkung, was zu unerwünschten Fadenspannungsschwankungen führt. Daneben werden die Bremsscheiben oder -teller in ihrer Beweglich­ keit behindert, womit der durchlaufende Faden beginnt, sich in die Bremsflächen der Bremsscheiben oder -teller einzuschneiden. Diese Gefahr ist insbesondere bei Synthe­ tikfäden sehr ausgeprägt. Beschädigungen der Bremsflächen führen aber zu einer Beeinträchtigung des durchlaufenden Fadens.

Diese Schwierigkeiten bedingen, daß die Fadenbremse in gewissen Zeitabständen gereinigt oder sogar insgesamt ausgetauscht werden muß.

Zu dieser Problemstellung sind bereits mit Bremsscheiben arbeitende Fadenbremsen vor­ gesehen worden, die mit Wechselstrom beaufschlagte Elek­ tromagnete aufweisen. Diese Elektromagnete sind derart angeordnet, daß die Bremsscheibe oder die Bremsscheiben vibrieren. Bei der Regelung des Wechselstroms zur Veränderung der Bremskraft können Schwierigkei­ ten auftreten, wobei außerdem lediglich relativ enge Re­ gelgrenzen für die Bremskraft vorhanden sind.

Aus der Praxis ist eine Fadenbremse bekannt, bei der zwei jeweils eine zentrale Öffnung aufweisende Bremsteller drehbar auf einem vertikal angeordneten Keramikstift gela­ gert sind. Der Keramikstift ist einenends starr mit einem Elektromagneten verbunden, der durch pulsierenden Strom erregt ist. Der von dem Elektromagneten abliegende Bremstel­ ler besteht aus ferromagnetischem Stahl und sitzt in axialer Richtung verschiebbar auf dem Keramikstift. Der Bremsteller wird von dem Elektromagnet pulsierend an­ gezogen, so daß ein zwischen den Bremstellern geführter Faden zwischen den Bremstellern gebremst wird.

Der bei dem Elektromagneten liegende Bremsteller liegt an einem Anschlag an. Der obere Bremsteller führt, da er mit pulsierenden Kräften beaufschlagt wird, eine geringe Vibration aus, die im Hinblick auf die Konstanz der auf den durchlaufenden Faden ausgeübten Bremskraft nachteilig ist.

Eine weitere Fadenbremse ist aus der US-PS 43 13 578 bekannt. Diese weist zwei auf einer gemeinsamen Achse sit­ zende Bremsteller auf, von denen einer magnetisch und der andere unmagnetisch ist. Koaxial zu der die Bremsteller tragenden Achse ist bei den unmagnetischen Bremsteller ein Elektromagnet vorgesehen, der den außenliegenden, magneti­ schen Bremsteller gegen den unmagnetischen Bremsteller anziehen kann. Zwischen dem Elektromagnet und dem unmagne­ tischen Bremsteller ist eine aus PTFE (Teflon) bestehende Kunststoffscheibe angeordnet, die die Reibung und den Ver­ schleiß zwischen den genannten Teilen vermindern soll. Der Elektromagnet ist über eine Steuerschaltung angesteuert, die, je nach gewünschter Fadenspannung, einen mehr oder weniger großen, durch den Elektromagneten fließenden Strom erzeugt. Zur Vermeidung von Remanenzeffekten, insbesondere beim Verringern der von dem Elektromagneten erzeugten Ma­ gnetkraft, wird die an dem Elektromagneten anliegende Spannung mit negativer Polarität gepulst. Somit soll sich die Magnetkraft in gewünschter Weise verringern, wenn die Erregung des Elektromagneten vermindert wird.

Aus der DE 29 30 641 C2 ist eine ebensolche Faden­ bremse bekannt. Der Elektromagnet ist zur Erzeugung einer gewünschten Fadenspannung mit Gleichstrom beaufschlagt. Lediglich zu Entmagnetisierungszwecken, d. h. zur Beseiti­ gung von Remanenzeffekten wird der Elektromagnet zeitwei­ lig mit Impulsen beaufschlagt.

Die Beaufschlagung des Elektromagneten mit Stromim­ pulsen dient lediglich dem Abmagnetisieren und damit der Vermeidung von Remanenzeffekten. Auch wirkt wie im vorigen Beispiel die vom Elektromagneten ausgeübte Magnetkraft lediglich auf die Bremsteller, so daß zumindest während der Reduktion der Magnetkraft durch die pulsierende Span­ nung wieder eine für die Spannungskonstanz des Fadens ne­ gative axiale Vibration der Bremsteller hervorgerufen wird.

Schließlich ist aus der DE 41 04 663 C1 sowie aus der deren Priorität in Anspruch nehmenden EP 0 499 218 A1 eine Fadenbremse bekannt, bei der zwei eine zentrale Öffnung aufweisende Bremsscheiben in einer Lagereinrichtung gehal­ ten und nachgiebig gegeneinander gespannt sind. Bei einer Serie von Ausführungsformen sind die Bremsscheiben in der Lagereinrichtung mit radialem Spiel drehbar gelagert. Durch Versetzen der Lagereinrichtung in radiale Vibration kommt über das zwischen den Bremsscheiben und der Lager­ einrichtung vorhandene Spiel ein die Bremsscheiben antrei­ bendes Drehmoment zustande. In einer weiteren Serie von Ausführungsbeispielen wird die von einer Schwingungserzeu­ gungseinrichtung erzeugte radiale Vibration unmittelbar auf die Bremsscheiben geleitet. Bei beiden Bauformen vi­ brieren sowohl die Lagereinrichtung als auch die Brems­ scheiben in radialer Richtung, wodurch neben dem genannten Antriebseffekt ein Reinigungseffekt der Bremsscheiben zu­ stande kommt.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Fadenbremse zu schaffen, die sich durch eine gute Selbstreinigungswirkung auszeichnet und die außerdem eine gleichmäßige Fadenbrem­ sung über lange Betriebszeiträume sicherstellt.

Diese Aufgabe wird durch eine Fadenbremse mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.

Durch die Schwingungserzeugungseinrichtung wird zu­ nächst lediglich die Lagereinrichtung in Vibration ver­ setzt. Die Bremselemente, also im konkreten Fall Brems­ scheiben oder -teller, sind in der Lagereinrichtung dreh­ bar sowie axial verschiebbar gehalten. Die axiale Vibra­ tion der Lagereinrichtung teilt sich deshalb den Bremsele­ menten, wenn überhaupt, dann nur schwach mit. Die Brems­ elemente weisen nämlich eine gewisse Masseträgheit auf, die bewirkt, daß sie im Vergleich zu der Lagereinrichtung mit geringerer Amplitude vibrieren. Dadurch kommt es zu einer Relativbewegung zwischen der Lagereinrichtung und den Bremselementen. Durch diese im Betrieb der Fadenbremse stets vorhandene Relativbewegung wird die zwischen den Bremselementen und der Lagereinrichtung ansonsten vorhan­ dene Haftreibung überwunden. Jedoch wird die die Bremsele­ mente aufeinander zu drückende Kraft durch diese Vibration nicht verändert. Weil die Vibration lediglich in die La­ gereinrichtung eingespeist wird, und die Bremselemente axial verschiebbar in der Lagereinrichtung gehalten sind, ist es möglich, selbst größere Schwingungsamplituden anzu­ wenden, ohne daß dadurch die zwischen den Bremselementen wirkende Kraft merklich moduliert würde. Der Faden wird somit sehr gleichmäßig gebremst.

Außerdem hat die Praxis gezeigt, daß auch mit einer im wesentlichen axialen Vibrationsbewegung der Lagerein­ richtung eine Drehung der Bremselemente hervorgerufen oder unterstützt werden kann.

Durch die Vibration der Lagereinrichtung wird ein Ablagern von Paraffinen, Spulenöl, -Schmutzpartikeln, Flu­ sen sowie einer sich aus diesen bildenden klebrigen pastö­ sen Masse an der Lagereinrichtung, insbesondere zwischen der Lagereinrichtung und den Bremseinrichtungen, zuverläs­ sig vermieden. Darüber hinaus werden auch die Bremselemen­ te nicht nur an den Stellen, mit denen sie die Lagerein­ richtung berühren, sondern auch an den Flächen, zwischen denen der Faden läuft, gereinigt. Dazu trägt insbesondere auch die freie Drehbarkeit der Bremselemente bei, wobei die Drehbewegung durch die Vibration der Lagereinrichtung unterstützt ist. Damit wird nicht nur ein Verschmutzen der Bremselemente, sondern auch ein ansonsten sehr nachteili­ ges Einsägen des Fadens in die Bremselemente vermieden.

Die obengenannten Vorteile treten dann besonders her­ vor, wenn die Bremselemente von der Lagereinrichtung in axialer Richtung kräftemäßig entkoppelt sind. Dies ist der Fall, wenn keine zwischen den Bremselementen und der La­ gereinrichtung wirkenden kraftübertragenden Elemente, wie beispielsweise Federn od. dgl., vorhanden sind. In diesem Fall sitzen die Bremselemente mit beträchtlichem axialen Spiel in der Lagereinrichtung. Die Reinigungswirkung zwi­ schen der Lagereinrichtung und den Bremselementen wird dabei erbracht, ohne daß die Bremselemente merklich vi­ brieren müßten. Dies gilt insbesondere, wenn die Massen­ trägheit der Bremselemente und die Vibrationsfrequenz der Lagereinrichtung in Bezug aufeinander derart bemessen sind, daß die Bremselemente im wesentlichen nicht oder wenigstens mit einer deutlich geringeren Amplitude vi­ brieren als die Lagereinrichtung.

Eine besonders gleichmäßige Fadenspannung in dem ab­ laufenden Teil des Fadens kann bei einer Bemessung er­ reicht werden, bei der die Bremselemente in Bezug aufein­ ander im wesentlichen in Ruhe sind. Damit ist die auf den Faden ausgeübte Bremskraft keinen zeitlichen Schwankungen unterworfen.

Das Bremselement kann scheiben- oder tellerförmig sein, wobei es prinzipiell auch durchgehend, d. h. ohne Mittelöffnung ausgeführt sein kann. Der Faden wir dann zwischen die Flächen, mit denen die Bremselemente anein­ ander anliegen, geklemmt und beim Durchlaufen gebremst. Es ist jedoch vorteilhaft, wenn das Bremselement eine zentra­ le Öffnung aufweist, die von einer Ringfläche als Anlage­ fläche umgeben ist, mit der das Bremselement an dem je­ weils anderen Bremselement anliegt. Der Faden klemmt dann zwischen den Ringflächen, die mit einer im wesentlichen einheitlichen Umfangsgeschwindigkeit rotieren. Insbesonde­ re aber schaffen die zentralen Öffnungen Platz für ein diese durchgreifendes längliches Führungselement, um das der Faden geführt sein kann. Der Fadenlauf ist somit ört­ lich weitgehend bestimmt, wodurch an der Fadenbremse auch definierte Verhältnisse für die auf den Faden ausgeübte Bremswirkung geschaffen sind.

Die Bremselemente können bei einer Ausführungsform an wenigstens einem an der Lagereinrichtung vorgesehenen länglichen Führungselement gehalten sein. Dieses durch­ setzt die Bremselemente in deren zentraler Öffnung, wobei es eine zweifache Aufgabe wahrnimmt. Zum einen lagert das Führungselement die Bremselemente und zum anderen kann es der Fadenführung dienen. Bei dieser Ausführungsform ist die zwischen den Bremselementen und dem Führungselement wirkende und zu überwindende Haftreibung von vornherein relativ gering, so daß bereits eine leichte Vibration aus­ reicht, um diese zu überwinden.

Bei einer anderen Ausführungsform kann das Führungs­ element einen Durchmesser aufweisen, der wesentlich gerin­ ger ist als der Durchmesser der zentralen Öffnung, wobei das Führungselement die zentrale Öffnung außermittig durchsetzend angeordnet ist. Das Führungselement dient in diesem Fall lediglich der Fadenführung. Wegen des sich einstellenden beträchtlichen Radialspiels sind zur eigent­ lichen drehbaren Lagerung bzw. Halterung der Bremselement weitere Einrichtungen erforderlich. Diese können bei­ spielsweise zwei im Abstand parallel zueinander angeord­ nete Lagerbolzen sein, mit denen die Bremselemente mit ihrer jeweiligen Außenumfangsfläche in Anlage stehen. Die Lagerbolzen stützen die aneinander anliegenden Bremsele­ mente an deren Außenumfangsflächen, wobei die Bremselemen­ te auf den Lagerbolzen relativ lose aufliegen. Sie können sowohl eine Kippbewegung ausführen als auch von den Lager­ bolzen abgehoben werden. Außerdem können sie entlang der Lagerbolzen gleiten, so daß auch axiales Spiel gegeben ist. Im Betrieb laufen die Bremselemente um und gleiten mit ihren Außenumfangsflächen auf den Lagerbolzen. Um an diesen Stellen ansonsten möglicherweise auftretende Haf­ treibung zu überwinden, vibriert die Lagereinrichtung und somit die beiden Lagerbolzen in axialer Richtung, d. h. in Richtung von deren Längserstreckung.

Es ist vorteilhaft, wenn die Bremselemente an ihrer jeweiligen Außenumfangsfläche mit einer verschleißmindern­ den Beschichtung versehen sind. Diese verhindert ein Ab­ nutzen der Außenumfangsflächen der Bremselemente.

Aufgrund ihres Axialspiels sind die Bremselemente in axialer Richtung auf der Lagereinrichtung ausschließlich durch den zu bremsenden Faden geführt und positioniert.

Prinzipiell sind als Belastungsmittel sowohl Feder­ elemente als auch an den Bremselementen vorgesehene Perma­ nentmagnete möglich. Wird beispielsweise an jedem Brems­ element ein Permanentmagnet vorgesehen, der in einer sol­ chen Richtung axial polarisiert ist, daß sich die Brems­ elemente gegenseitig anziehen, wenn sie mit ihren Anlage­ flächen aufeinander zu gerichtet sind, sind die Bremsele­ mente aufeinander zu federnd vorgespannt, ohne daß eine kräftemäßige Verbindung zu der Lagereinrichtung bestünde. Bei dieser Ausführungsform sind die Bremselemente schwin­ gungsmäßig sehr gut von der Lagereinrichtung entkoppelt, so daß sie im wesentlichen in Ruhe bleiben können, während die Lagereinrichtung vibriert.

Im Bedarfsfalle kann die Zentrierung der Bremselemen­ te durch an der Lagereinrichtung beidseits der aneinander anliegenden Bremselemente vorgesehene Magnete unterstützt werden. Dies ist besonders einfach, wenn die Bremselemente bereits Magnete enthalten, um aufeinander zu gespannt zu werden. Wenn wenigstens einer dieser Magnete in Richtung der Symmetrieachse der Bremselemente axial verstellbar ist, können die derart zentrierten Bremsscheiben in ihrer Bremskraft justiert werden.

In einer anderen Ausführungsform können die Bremsele­ mente auch durch Federmittel an der Lagereinrichtung zen­ triert sein. Die Federmittel, im einfachsten Fall Schrau­ benfedern, sind relativ billig und führen bei entsprechen­ der Länge und Weichheit ebenfalls eine gute schwingungs­ mäßige Entkopplung der Bremselemente von der Lagereinrich­ tung herbei.

Zur Schwingungserzeugung sind prinzipiell eine Viel­ zahl von Schwingungserzeugungseinrichtungen denkbar. Es ist jedoch vorteilhaft, einen Elektromagneten mit einem weich- oder mit einem permanentmagnetischen Anker zu ver­ wenden. Bei einem permanentmagnetischen Anker entspricht die Vibrationsfrequenz der Anregungsfrequenz des Elektro­ magneten. Ein weichmagnetischer Anker schwingt mit der doppelten Frequenz und möglicherweise etwas geringerer Amplitude.

Der Anker und somit die mit ihm verbundene Lagerein­ richtung können federnd aufgehängt sein. Die federnde Auf­ hängung stellt eine Ruhelage sicher und vermeidet ein An­ schlagen des Ankers an dem Elektromagneten. Darüber hinaus ist es möglich, durch entsprechende Bemessung der Feder die mechanische Resonanzfrequenz des durch die Nachgiebig­ keit der Feder und der Masse der Lagereinrichtung gebilde­ ten schwingfähigen Systems in die Nähe der Anregungsfre­ quenz zu legen. Dadurch hat die Vibration eine hohe Schwingungsamplitude, wobei bereits geringe Anregungsener­ gien genügen. Der Elektromagnet kann entsprechend klein dimensioniert werden.

Wird die Lagereinrichtung an einer Blattfeder über einen Hebel derart aufgehängt, daß sie eine Schwenkbewe­ gung ausführen kann, so erhält die Vibration der Lagerein­ richtung sowohl eine relativ große Axialkomponente als auch eine allerdings entsprechend kleinere Radialkomponen­ te. In diesem Fall tragen beide Komponenten der Bewegung der Lagereinrichtung zu dem Reinigungs- und Antriebseffekt an der Fadenbremse bei.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Gegen­ standes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 eine Fadenliefervorrichtung mit einer Faden­ bremse gemäß der Erfindung, in einer Seitenansicht,

Fig. 2 die Fadenliefervorrichtung nach Fig. 1 mit ei­ ner im Bereich der Fadenbremse aufgebrochenen und anson­ sten ausschnittsweisen Darstellung in Draufsicht und in vergrößertem Maßstab,

Fig. 3 eine andere Ausführungsform der Fadenbremse in Draufsicht,

Fig. 4A und 4B eine andere Ausführungsform der Faden­ bremse in einer ausschnittsweisen, teilweise geschnittenen Darstellung in Seitenansicht bzw. in Draufsicht,

Fig. 5A und 5B eine weitere Ausführungsform der Faden­ bremse in einer ausschnittsweisen und teilweise geschnit­ tenen Darstellung in Seitenansicht bzw. in Draufsicht,

Fig. 6A und 6B eine weitere Ausführungsform der Faden­ bremse in einer ausschnittsweisen, teilweise geschnittenen Darstellung in Seitenansicht bzw. in Draufsicht,

Fig. 7 eine Fadenbremse mit einem zentralen Führungs­ bolzen und magnetischer Zentrierung der Fadenbremselemente in einer ausschnittsweisen, teilweise aufgebrochenen Dar­ stellung in Draufsicht und

Fig. 8 eine Fadenbremse mit einem zentralen Führungs­ bolzen und mit Federelementen zur mittigen Lagerung der Bremselemente in einer ausschnittsweisen und teilweise geschnittenen Darstellung in Draufsicht.

Die in Fig. 1 dargestellte Fadenliefervorrichtung ist in ihrem grundsätzlichen Aufbau bekannt. Sie weist einen Halter 1 auf, der mittels einer Klemmschraube 2 an einem bei 3 angedeuteten Tragring, beispielsweise einer Rund­ strickmaschine, befestigt werden kann und in dem eine durchgehende Welle 4 drehbar gelagert ist. Diese weist bei in Betriebsstellung montiertem Halter 1 eine vertikale Ausrichtung auf. Die Welle 4 ist an ihrem einen Ende mit einer unterhalb des Halters 1 angeordneten und in Gestalt eines Stabkäfigs ausgebildeten Fadentrommel 5 drehfest ver­ bunden, wobei sie an ihrem oberen Ende eine über eine Kup­ plung 6 drehfest ankuppelbare Zahnriemenscheibe 7 trägt, über die die Fadentrommel 5 von einem nicht weiter darge­ stellten endlosen Zahnriemen aus in Umdrehung versetzt werden kann.

An der der Klemmschraube 2 gegenüberliegenden Stirn­ seite des Halters 1 ist eine Fadenbremse 8 angeordnet, die zwei gleichgestaltete, im wesentlichen scheibenförmige Bremsteller 9 aufweist, zwischen denen ein Faden 10 durch­ läuft. Der Fadenlaufweg erstreckt sich von einer nicht weiter dargestellten Fadenspule aus durch eine an dem Hal­ ter 1 befestigte Fadenöse 11, einem Knotenfänger 12 und die Fadenbremse 8 zu einer über ein Winkelstück 13 an dem Halter 1 befestigten Fadeneinlauföse 14, von der aus der Faden 10 auf die Fadentrommel 5 aufläuft, auf der er einen Speicherwickel 15 bildet und von der aus er über eine ebenfalls an dem Halter 1 vorgesehene Fadenauslauföse 16 zu der Fadenverbrauchsstelle läuft.

Die Fadenbremse 8 weist, wie insbesondere aus Fig. 2 zu ersehen ist, eine Lagereinrichtung 20 auf, von der die Bremsteller 9 gehalten und getragen sind. Die Lagerein­ richtung 20 ist ihrerseits mit einem Stift 21 starr ver­ bunden, der in einer an der Fadenliefervorrichtung orts­ fest gehaltenen Buchse 22 mit geringem Spiel axial ver­ schiebbar gelagert ist. Die Lagereinrichtung 20 weist eine in unmittelbarer Verbindung zu dem Stift 21 stehende Grundplatte 23 auf, von der sich in paralleler Ausrichtung zu dem Stift 21, jedoch in entgegengesetzter Richtung zu diesem, zwei Lagerbolzen 24 und ein Fadenumlenkstift 26 weg erstrecken. Die Lagerbolzen 24 weisen einen erheblich geringeren Durchmesser als die Bremsteller 9 auf und sind in einem Abstand voneinander an der Grundplatte 23 ange­ ordnet, der geringer ist als der Durchmesser der Bremstel­ ler 9. Die Grundplatte 23 ist mit den Lagerbolzen 24, dem Stift 21 und dem Fadenumlenkstift 26 fest verbunden, so daß die Lagereinrichtung 20 insgesamt einen zusammenhän­ genden Körper bildet.

Die Bremsteller 9 weisen jeweils eine zentrale Öff­ nung 27 auf, die von dem Fadenumlenkstift 26 durchgriffen ist. Die somit ringförmig ausgebildeten Bremsteller 9 sind bei ihren aufeinander zu weisenden Anlageflächen etwa kreisbogenförmig gewölbt und liegen mit ihren mit jeweils einer verschleißmindernden Beschichtung versehenen Außen­ umfangsflächen an den Lagerbolzen 24 an. An ihren vonein­ ander abgewandten Seiten weisen die Bremsteller 9 konkave ringförmige Vertiefungen auf, in denen ebenfalls ringför­ mige Permanentmagnete 29 sitzen. Diese liegen konzentrisch zu den Bremstellern und sind axial polarisiert, wobei die Polarisierung so gewählt ist, daß sich die Bremsteller 9 gegenseitig anziehen.

Die Bremsteller 9 sind auf der Lagereinrichtung 20 durch einen Bügel 28 unverlierbar gehalten, der an dem Halter 1 im Abstand parallel zu der Grundplatte 23 orts­ fest gehalten ist. Zwischen dem Bügel 28 und der Grund­ platte 23 ist ausreichend Platz für die mit axialem Spiel gehaltenen Bremsteller 9 vorhanden.

Die über den Stift 21 axial verschiebbar in der Buch­ se 22 gelagerte Lagereinrichtung 20 stützt sich mit ihrer Grundplatte 23 über eine Schraubenfeder 31 an der Buchse 22 ab. An der Gegenseite des Stifts 21 ist eine weitere Schraubenfeder 32 vorgesehen, die sich einenends ebenfalls an der Buchse 22 und anderenends an einem endseitig auf dem Stift 21 sitzenden Anker 33 abstützt.

Der Anker 33 ist als flacher zylinderförmiger Körper scheibenförmig ausgebildet und steht in Ruheposition in einigem Abstand zu einem Magnetpolschuh 34 eines Elektro­ magneten 35. Dieser ist in Bezug auf die Fadenliefervor­ richtung und in Bezug auf die Buchse 22 ortsfest gehalten. Der Anker 33 ist ein weichmagnetischer Körper, der mit dem Magnetpolschuh 34 einen Luftspalt begrenzt. Bei Erregung des Elektromagneten 35 wird der Anker 33 ungeachtet der Polarität der Erregung angezogen.

Die insoweit beschriebene Fadenbremse funktioniert an einer ansonsten in herkömmlicher Weise arbeitenden Faden­ liefervorrichtung wie folgt:

Der auf dem beschriebenen Fadenweg laufende Faden liegt zwischen den Bremstellern 9, die durch die Perma­ nentmagnete 29 aufeinander zu gezogen werden. Während der Faden in einer ersten Sekantenrichtung zwischen den Brem­ stellern 9 in Richtung auf den Fadenumlenkstift 26 ein­ läuft, wird er von dem Fadenumlenkstift 26 umgelenkt, so daß er in einer zweiten Sekantenrichtung aus den Bremstellern 9 in Richtung auf die Fadeneinlauföse 14 aus­ läuft. Der zwischen den Bremstellern 9 eingeklemmte Faden hat somit an der Einlaufstelle und an der Auslaufstelle sowohl eine radiale Bewegungskomponente als auch eine Be­ wegungskomponente ins Umfangsrichtung.

Im Betrieb wird der Elektromagnet 35 dauernd mit ei­ ner pulsierenden Spannung, beispielsweise einer Wechsel­ spannung, beaufschlagt. Damit wird der Anker 33 periodisch angezogen, wodurch die gesamte Lagereinrichtung 20 in der Längsrichtung der Lagerbolzen 24 mit einer Amplitude von ungefähr ca. 0,1-0,3 mm schwingt. Die Frequenz dieser Schwingung ist dabei derart bemessen, daß die Bremsteller 9 nicht merklich mitvibrieren, sondern infolge ihrer Mas­ senträgheit in axialer Richtung im wesentlichen in Ruhe bleiben. Das wird mit einer Frequenz erreicht, die zwischen 100 Hz und 1 kHz, üblicherweise bei 500 Hz liegt. Weil die Bremsteller 9 in dieser Hinsicht im wesentlichen ruhen, und die Lagereinrichtung 20 in axialer Richtung vi­ briert, kommt eine ständige Relativbewegung zwischen der Lagereinrichtung 20 und den Bremstellern 9 zustande, die die Haftreibung zwischen den Außenumfangsflächen des je­ weiligen Bremstellers 9 und den Lagerbolzen 24 aufhebt. Damit können die Bremsteller 9 schon infolge der in Um­ fangsrichtung gerichteten Bewegungskomponente des ein- und auslaufenden Fadens eine Rotationsbewegung ausführen, die dazu führt, daß der durchlaufende Faden die Bremsteller 9 reinigt, d. h. von Ablagerungen befreit. Durch die Vibra­ tion werden auch an der Umfangsfläche des jeweiligen Brem­ stellers 9 befindliche Ablagerungen entfernt. Außerdem hat sich gezeigt, daß durch die Vibration der Lagereinrichtung 20 ein gewisses, die Drehung der Bremsteller 9 in Richtung des durchlaufenden Fadens 10 unterstützendes Drehmoment entstehen kann.

Die den Faden bremsenden Bremsteller 9 werden von dem durchlaufenden Faden 10 in ihrer axialen Lage bezüglich der Lagereinrichtung 20 eingestellt. Es sind keinerlei Mittel vorhanden, über die Schwingungen von der Lagerein­ richtung 20 auf die Bremsteller 9 übertragen würden. Damit entspricht die Relativbewegung zwischen den Bremstellern 9 und der Lagereinrichtung 20 praktisch der Bewegungsampli­ tude der Lagereinrichtung 20. Zur Anregung genügt deshalb eine geringe Vibrationsamplitude von maximal 1 mm. Damit kann der Elektromagnet 35 relativ klein dimensioniert wer­ den.

Eine weitere Verbesserung der Arbeitsweise wird er­ halten, wenn das von den Schraubenfedern 31, 32 und der Lagereinrichtung 20 gebildete Feder-Masse-System eine Re­ sonanz aufweist, die ungefähr der über den Elektromagneten 35 und den Anker 33 eingeprägten Anregungsfrequenz ent­ spricht. Die erreichbare Schwingungsamplitude wird dann schon mit geringer Anregungsleistung maximal.

Eine etwas abgewandelte Form der Einleitung einer Vibration auf die Lagereinrichtung 20 ist in Fig. 3 darge­ stellt. Die ansonsten wie im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschrieben ausgebildete Lagereinrichtung 20 ist an einem sich im rechten Winkel zu den Lagerbolzen 24 von der Grundplatte 23 weg erstreckenden Arm 40 gehalten. Dieser ist seinerseits über eine anderenends an ihm befestigte Blattfeder 41 federnd aufgehängt. Der Arm 40 ist dabei gekröpft ausgebildet, so daß die Blattfeder 41 in der Ru­ hestellung der Lagereinrichtung 20 ungefähr in der Ebene liegt, die der durch die Bremsteller 9 laufende Faden de­ finiert.

An der Verbindungsstelle zwischen dem Arm 40 und der Blattfeder 41 ist ein als Anker 33 wirkender Abschnitt 42 vorgesehen, der in einem gewissen Abstand zu dem bereits im Zusammenhang mit der Fig. 2 beschriebenen Elektromagnet 35 angeordnet ist. Zwischen dem Magnetpolschuh 34 des Elektromagneten 35 und dem Abschnitt 42 ist ein Luftspalt ausgebildet, der sich beim Schwenken des Arms 40 vergrö­ ßert bzw. verkleinert.

Auch bei dieser Ausführungsform der Fadenbremse 8 wird im Betrieb durch den Elektromagneten 35 eine Vibra­ tionsbewegung der Lagereinrichtung 20 hervorgerufen. Je­ doch führt diese keine reine Axialschwingung aus, sondern sie schwenkt bei der Vibration an dem Arm 40 um eine von der Blattfeder 41 definierte Schwenkachse. Diese Bewegung hat sowohl eine Axial- als auch eine Radialkomponente. Neben dem bereits beschriebenen, durch die Axialvibration hervorgerufenen Wirkungen kommt bei dieser Ausführungsform hinzu, daß durch die Radialkomponente der Vibration ein stärkeres, die Bremsteller 9 antreibendes Moment entstehen kann.

Aus den Fig. 4A und 4B geht eine hinsichtlich der Anordnung der Lagerbolzen 24 und des Fadenumlenkstifts 26 veränderte Ausführungsform der Fadenbremse 8 hervor, die unabhängig davon auf beide der bereits dargestellten Arten in Axialschwingung versetzt sein kann. Bei der aus den Fig. 5A und 5B ersichtlichen Fadenbremse 8 ist lediglich ein einzelner als Führungselement dienender Lagerbolzen 24 vorgesehen, der an der jeweiligen Außenumfangsfläche der Bremsteller 9 anliegt. Eine zweite Abstützstelle für die Bremsteller 9 bildet der Fadenumlenkstift 26, der hier in Berührung mit der Berandung der Öffnung 27 des jeweiligen Bremstellers 9 steht.

Der Vorteil dieser Ausführungsform liegt bei anson­ sten mit der Wirkungsweise der bereits beschriebenen Aus­ führungsform übereinstimmender Wirkungsweise darin, daß auch der Fadenumlenkstift 26 und die mit verschleißfesten Beschichtungen versehenen Öffnungen 27 wirksam sauber ge­ halten werden. Infolge der durch den Elektromagneten her­ vorgerufenen Vibration und durch die Drehbewegung der Bremsteller 9 werden Paraffin, Öl und Flusablagerungen vermieden bzw. abgetragen.

Bei einer weiteren, in den Fig. 6A und 6B dargestell­ ten Ausführungsform sind sowohl der Lagerbolzen 24 als auch der Fadenumlenkstift 26 innerhalb der Öffnungen 27 der Bremsteller 9 angeordnet. Dabei steht jedoch lediglich der Lagerbolzen 24 mit der inneren Wandung der Öffnung 27 in Berührung. Ansonsten hängen die Bremsteller 9 weitge­ hend frei und werden in ihrer genauen Lage von dem Faden 10 eingestellt. Auch hier sind die Bremsteller 9 mit einer verschleißmindernden Beschichtung im Bereiche der Öffnung 27 versehen.

Bei einer weiteren, in Fig. 7 ausschnittsweise darge­ stellten Ausführungsform der Fadenbremse 8 sind die Bremstel­ ler 9 auf einem zu der vibrierenden Lagereinrichtung 20 gehörenden Führungsbolzen 43 drehbar sowie axial ver­ schiebbar gelagert. Der Führungsbolzen 43 und die Öffnun­ gen 27 sind in ihrem jeweiligen Durchmesser dabei so be­ messen, daß die Bremsteller 9 mit nicht allzu großem Spiel auf dem Führungsbolzen 43 sitzen. Der Führungsbolzen 43 übernimmt bei dieser Ausführungsform der Fadenbremse 8 sowohl die Lagerfunktion für die Bremsteller 9 als auch die Funktion des Fadenumlenkstiftes 26.

Zur Unterstützung der Zentrierung der Bremsteller 9 auf dem Führungsbolzen 43 ist dieser an beiden Enden mit Magneten 44 versehen, die stab-, scheiben- oder ringförmig ausgebildet und axial polarisiert sind. Dabei ist der an dem freien Ende des Führungsbolzens 43 angeordnete Magnet 44 mit einer Rändelmutter versehen, die auf einem endsei­ tig auf dem Führungsbolzen 43 vorgesehenen Gewinde sitzt.

Die Magnete 44 sind derart polarisiert, daß sie den jeweils vor ihnen liegenden Bremsteller 9 in axialer Rich­ tung abstoßen. Diese Abstoßungskraft drückt die Bremstel­ ler 9 zusätzlich zusammen. Außerdem nehmen die Bremsteller 9 dadurch eine etwa mittige Lage zwischen den Magneten 44 ein. Indem die Rändelmutter mehr oder weniger weit auf den Führungsbolzen 43 aufgeschraubt wird, kann die diese zu­ sammendrückende Kraft verändert werden.

Im übrigen funktioniert auch diese Fadenbremse 8 im wesentlichen wie die bereits vorstehend beschriebenen. Auch bei dieser wird durch eine axiale Vibration der La­ gereinrichtung 20, in diesem Falle des Führungsbolzens 43, eine Relativbewegung zwischen dem im wesentlichen in Ruhe befindlichen, sich lediglich langsam drehenden Bremstel­ lern 9 und dem Führungsbolzen 43 hervorgerufen, wodurch die Haftreibung überwunden und Ablagerungen vermieden wer­ den. Die Vibration der Bremsteller selbst kann gering ge­ halten werden, wenn die Eigenfrequenz, die durch die Nach­ giebigkeit der zwischen den Permanentmagneten 29 und den Magneten 44 wirkenden Magnetfelder und die Masse der Bremsscheiben 9 bestimmt ist, geringer als die Anregungs­ frequenz ist.

Eine Ausführungsform der Fadenbremse 8, bei der die Permanentmagnete 29 und die Magnete 44 durch Schraubenfe­ dern 45, 46 ersetzt sind, ist in Fig. 8 dargestellt. Die Schraubenfeder 45 stützt sich einenends an der Rändelmut­ ter und anderenends an einem Bremsteller 9 ab. Auf der Gegenseite liegt die Schraubenfeder 46, die zwischen dem anderen Bremsteller 9 und der Lagereinrichtung 20 gespannt ist. Beide Schraubenfedern 45, 46 sitzen konzentrisch zu dem Führungsbolzen 43, wobei sie die Bremsteller 9 zusam­ mendrücken und zugleich zentrieren. Wenn die Schraubenfe­ dern 45, 46 relativ weich ausgelegt werden, so daß das von den Schraubenfedern 45, 46 und den Bremstellern 9 gebilde­ te schwingfähige Feder-Masse-System eine Resonanzfrequenz aufweist, die deutlich unterhalb der Erregungsfrequenz liegt, mit der die Lagereinrichtung 20 schwingt, bleiben auch bei dieser Ausführungsform die Bremsteller 9 im we­ sentlichen in Ruhe, wobei sie lediglich langsam rotieren. Die oben beschriebenen, durch die Axialvibration der La­ gereinrichtung 20 hervorgebrachten Vorteile werden deshalb auch bei dieser Ausführungsform erreicht.

Claims (21)

1. Fadenbremse
mit einem ersten Bremselement dessen mit einem zu bremsenden Faden in Berührung stehende Fläche rotations­ symmetrisch ausgebildet ist,
mit einem zweiten, drehbar gelagerten Bremselement, dessen mit dem zu bremsenden Faden in Berührung stehende Fläche rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei die Bremselemente koaxial zueinander angeordnet sind,
mit einer Lagereinrichtung für die Bremselemente, wobei die Bremselemente in Bezug auf die Lagereinrichtung um ihre gemeinsame Sym­ metrieachse drehbar sowie axial verschiebbar gelagert sind,
mit einem Belastungsmittel, durch das die Bremsele­ mente nachgiebig gegeneinander gedrückt sind, und
mit einer Schwingungserzeugungseinrichtung, die auf die Lagereinrichtung wirkt,
dadurch gekennzeichnet, daß
daß die Lagereinrichtung (20) axial verschiebbar ge­ lagert ist, und
daß die Schwingungserzeugungseinrichtung (33, 35) mit der Lagereinrichtung gekoppelt ist, so daß die Lagerein­ richtung (20) in Vibration versetzbar ist, wobei die ent­ stehende Vibrationsbewegung der Lagereinrichtung (20) im wesentlichen in Richtung der Symmetrieachse der von der Lagereinrichtung (20) gehaltenen Bremselemente (9) liegt, und der Lagereinrichtung (20) eine Relativbewegung in Be­ zug auf die Bremselemente (9) ermöglicht ist.

2. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremselemente (9) von der Lagereinrichtung (20) in axialer Richtung kräftemäßig entkoppelt sind.

3. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Massenträgheit der Bremselemente (9) und die Vibrationsfrequenz der Lagereinrichtung (20) in Bezug auf­ einander derart bemessen sind, daß die Bremselemente (9) im wesentlichen nicht oder wenigstens mit einer deutlich geringeren Amplitude vibrieren als die Lagereinrichtung (20).

4. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremselemente (9) in Bezug aufeinander im wesentlichen in Ruhe sind.

5. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremselemente (9) an wenigstens einem an der Lagereinrichtung (20) vorgesehenen länglichen Führungsele­ ment (24, 43) gehalten sind.

6. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Bremselement (9) eine zentrale Öffnung (27) aufweist, die von einer Ringfläche umgeben ist, und die Bremselemente (9) im Bereich ihrer Ringflächen aneinanderliegen, und daß ein Führungselement (24, 43) die zentrale Öffnung (27) durchsetzt.

7. Fadenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Führungselement (24) einen Durchmesser auf­ weist, der wesentlich geringer ist als der Durchmesser der Öffnung (27), wobei das Führungselement (24) die zentrale Öffnung (27) außermittig durchsetzend angeordnet ist.

8. Fadenbremse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeich­ net, daß das Führungselement (43) die Öffnungen (27) der Bremselemente (9) im wesentlichen mittig durchsetzt und in seinem Durchmesser derart bemessen ist, daß die Bremsele­ mente (9) auf dem Führungselement (43) gelagert sind.

9. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Lagereinrichtung (20) zwei im Abstand paral­ lel zueinander angeordnete Führungselemente (Lagerbolzen 24) aufweist, mit denen die Bremselemente (9) mit ihrer jeweiligen Außenumfangsfläche in Anlage stehen.

10. Fadenbremse nach Anspruch 9, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremselemente (9) an ihrer jeweiligen Außen­ umfangsfläche mit einer verschleißmindernden Beschichtung versehen sind.

11. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremselemente (9) bezüglich ihrer axialen Lage auf der Lagereinrichtung (20) ausschließlich durch den zu bremsenden Faden (10) geführt und positioniert sind.

12. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Belastungsmittel (29) zusammenwirkende, an den Bremselementen (9) vorgesehene Permanentmagnete (29) sind.

13. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Permanentmagnete (29) axial polarisiert sind.

14. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß zur Veränderung der Bremskräfte der Bremselemente (9) an der Lagereinrichtung (20) beidseits der aneinander anliegenden Bremselemente (9) Magnete (44) vorgesehen sind.

15. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Magnete (44) axial polarisiert sind.

16. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß wenigstens einer der Magnete (44) in Richtung der Symmetrieachse der Bremselemente (9) axial verstellbar ist.

17. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Bremselemente (9) durch Federmittel (45, 46) an der Lagereinrichtung (20) gegeneinander belastet sind.

18. Fadenbremse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich­ net, daß die Schwingungserzeugungseinrichtung (33, 35) ein Elektromagnet (35) mit einem weich- oder mit einem perma­ nentmagnetischen Anker (33) ist.

19. Fadenbremse nach Anspruch 18, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anker (33) über Federmittel (31, 32, 41) federnd gelagert ist und die Lagereinrichtung (20) trägt.

20. Fadenbremse nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anker (33) über einen in einer Buchse (22) gleitend geführten Stift (21) mit der Lagereinrich­ tung (20) verbunden und über Schraubenfedern (31, 32) ab­ gestützt ist.

21. Fadenbremse nach Anspruch 19, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Anker (33) einenends an einer Blattfeder (41) gelagert ist und anderenends die Lagereinrichtung (20) trägt, die mit Schwenkbewegungen vibriert, so daß die Vibration sowohl eine dominierende Axialkomponente als auch eine deutlich schwächer ausgeprägte Radialkomponente aufweist.