Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Fadenbremse der im Oberbegriff des Patentanspruc s 1 angegebenen Art.

Solche mechanischen Fadenbremsen sind beispielsweise zwischen einer Vorratsspule und einer

Fadenspeichervorrichtung üblich, um im laufenden Faden eine bestimmte Spannung zu erzeugen und diese Spannung relativ konstant zu halten. Zur Faden l aufübe rwa chung werden ferner Bewegungsmelder eingesetzt, die anzeigen, wenn sich der Faden bewegt bzw., z.B. aufgrund einer Störung, zum Stillstand kommt. Bei bekannten Bewegungsmeldern regt der über eine Auflage läche laufende Faden durch Reibung an der Auflagefläche ein piezoelektrisches Element zur Abgabe eines Signalpegels an. Das Ausbleiben des Signals zeigt den Stillstand des Fadens an. Es gibt ferner Bewegungsmelder, die gleichzeitig als. Fadenbremse dienen, wobei der Faden im Lauf einen federnden Körper von der Auflagefläche wegdrückt, der den Faden gegen die Auflagefläche drückt und bremst. Diese Bewegungsmelder mit Fadenbremsfunktion sind im Aufbau kompliziert und teuer. Ferner muß zwischen der Bewegungsmelde- und der Fadenbremsfunktion aus konstruktiven Gründen ein Kompromiß geschlossen werden, der die Deutlichkeit des Nutzsignals für die Bewegungsmeldung und die feinfühlige Einstellung der Bremswi rkung in eine unerwünschte gegenseitige Abhängigkeit bringt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine

Fadenbremse der eingangs genannten Art zu schaffen, die bei extrem einfachem Aufbau zwischen beiden Funktionen, d.h. die Fadenbrems- und die Bewegungsmeldefunktion, keinen Kompromiß erfordert und die Ansprechver alten für beide Funktionen voneinander unabhängig einstellen läßt. Dabei soll ferner die Fadenbremse die

Bewegungsmeldefunktion so feinfühlig ausführen, daß ein eine Störung repräsentierender Fadenst llstand schon feststellbar wird, ehe der Faden tatsächlich zum Stillstand gekommen ist.

Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen gelöst.

Trotz der Doppelfunkt on hat die Fadenbremse einen außerordentlich einfachen Aufbau. Die Fadenbremse unterscheidet s ch nahezu nicht von den zuverlässigen und einfachen mechanischen Fadenbremsen. Die Reaktionskraft aus der Re bbeaufschlagung des laufenden Fadens wird benutzt, eine Relati bewegung zwischen der Halterung und dem Träger zu erzeugen, die der Positionssensor zur Signalabgabe exakt überwacht. Die Bremsfunktion ist nicht nur we i testge hend unabhängig von der Bewegungsmeldefunktion, d.h.-. einfach und genau einstellbar wie bisher, sondern die Bewegungsmeldefunkt on und deren feinfühlige Einstellbarkeit bleiben unabhängig von der Bremsfunktion. Denn zum Bewegungsmelden w rd physikalisch bedingte, beim Bremsen zwangsweise auftretende Rakti onskraft, zumindest zumTeil, eingesetzt. Ein weiterer wichtiger Vorteil besteht darin, daß der die Position der Halterung überwachende Posi ti ons sensor so eingestellt werden kann, daß das eine Störung anzeigende Nutzsignal bereits erzeugt wi rd, ehe

der Faden zum Stillstand gekommen ist. Dies beruht darauf, daß dann bereits die Eewegung der Halterung bzw. eine bestimmte Position der Halterung abgetastet wi ro, die sich bei noch laufendem Faden nur dann ergeben kann, wenn ein störungsbedingter Stillstand des Fadens eintreten muß. Die Fadenbremse ist damit in der Lage, einen störungsbedingten Stillstand des Fadens vorei lend zu melden, so daß ein wünschenswert großer Zeitpuffer ^' zum Ergreifen von Maßnahmen, z.B. Stillsetzen der Fadenbremse vorgeschalteter oder nachgeschalteter Einrichtungen, geschaffen wi rd, der dazu beitragen kann, einen Schaden aufgrund einer Störung so gering wie möglich zu halten.

Eine zweckmäßige Ausführungsform geht aus Anspruch 2 hervor. Die Halterung erreicht die Ruheposition unabhängig von der Einstellung der Fadenbremse jeweils nur unter genau vorbestimmten Verhältnissen. Die Position der Halterung,. bei der dann der Positionssensor anspricht repräsentiert eine auf eine Störung hinweisende Situation, z.B. unabhängig von der Einstellung der Fadenbremse ooer unabhängig von der Qualität des laufenden Fadens. Fehlsignale sind weitgehend ausgeschlossen, weil die Fadenbremse die Ruheposition tatsächlich nur einzunehmen vermag, wenn eine Störung vorliegt oder auftreten wird.

Eine weitere, vorteilhafte Ausführungsform geht aus Anspruch 3 hervor. Diese Ausbi ldung ist sehr funktionssicher und robust. Den der Ruheposition entsprechenden Grenzanschlag vermag das Reibelement unter genau vor erbestimmten Umständen zu erreichen. Am anderen Grenzanschlag wird der Haltearm hingegen bei laufendem Faden abgefangen, so daß das Reibelement genau wie in einer herkömmlichen Fadenbremse die

Faoenbremsfunkt i on zuverlässig erbringt. Die Referenz raft braucht nur groß genug zu sein, die Ruckkehr in die Ruheposition zu sichern. Sie kann aber auch größer sein, so daß die Reaktionskraft sie gegebenenfalls nicht vollständig überwindet.

Eine wünschenswert gut überwachbare Übersetzung der Bewegung des Haltearms, kompakte bauliche Abmessungen und eine leichte Einstellbarkeit beider Funktionen aufgrund guter Zugänglichkeit aller Komponenten ist bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 4 gegeben.

Eine weitere, vorteilhafte Ausfüh rungsfcrm, bei der die Halterung annähernd parallel zur Laufrichtung oes Faoens beweglich ist, geht aus Anspruch 5 hervor. Bei dieser Ausführungsform wi rd die Relativposition des Reibelements zum laufenden Faden unabhängig von αer Relativposition zwischen der Halterung und dem Trager beiDehalten.

Eine weitere, baulich besonders einfache und aus wenigen Tei len bestehende Ausfuhrungsform geht aus Anspruch 6 hervor. Hierbei übernimmt der Haltearm gleichzeitig die Funktion einer die Referenzkraft aufbringenden Feder, die der Reakt i ons k raft aus der Reibbeaufschlagung des laufenden Fadens entgegenwi rkt.

Vorteilhaft ist ferner die Ausführungsfor gemäß Anspruch 7. Hierbei lassen sich die beiden Funktionen der Fadenbremse sehr exakt an die jewei ligen Voraussetzungen anpassen. Die Fadenbremse ist wie üblich einstellbar. Die Bewegungsfunktion ist davon unabhängig ebenfalls in einem weiten Bereich zwischen "empfindlich" und "unempfindl ch" verstellbar.

Hohe Zuverlässigkeit, weitgehende Wartungsfreihe _. it und kompakte Abmessungen werden bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 8 erreicht. Die Positionssensoren sind handelsübl che, preiswerte, ene rgi e spa rende und kleinbauende Komponenten.

Wichtig ist ferner die Ausführungsform ge ß Anspruch 9, weil eine störungsfreie Kooperation zwischen der ^' Halterung und dem Positionssensor gewä rleistet ist.

Schließlich ist es zweckmäßig, die Fadenbremse gemäß Anspruch 10 auszubi lden. Diese Typen der Fadenbremse haben den gemeinsamen Vorteil, den Faden unabhängig von Qualität und Material schonend und trotzdem exakt einstellbar durch Reibung zu bremsen.

Anhand der Zeichnung werden Ausführungsfor en des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 + 2 eine Seitenansicht und eine

Draufsicht auf einer erste Ausführungsform einer Faden¬ bremse,

Fig. 3 + 4 entsprechende Ansichten einer zweiten Ausführungs orm einer Fadenb remse,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer wei¬ teren Ausführungsform, und

Fig. 6 eine Seitenansicht einer wei¬ teren Ausfü rungsform.

Eine Fadenbremse B gemäß den Fig. 1 und 2 enthält ein den laufenden Faden Y mit Reibung beaufschlagendes Reibungselement R, das mit einer Halterung H in einem stationären Träger T angeordnet ist. Es handelt sich um eine Scheibenbremse mit durch eine Feder 3 gegeneinander gedrückten, tellerförmigen Scheiben 4, 5, auf einer quer zur Laufrichtung des Fadens Y liegenden Achse 7. Die Vorspannung der Feder 3 und damit auch die Bremswi rkung ist mittels einer Mutter 19 verstellbar.

Der Faden Y läuft in den Fig. 1 und 2 von rechts nach links durch die Fadenbremse B. Er wird von einer Fadenspule 2 abgenommen und in einen Einlaß 6 eingeführt, der z.B. das Einlaßende des Auf i c ke l roh res einer nicht gezeigten Fadenspeichervorrichtung ist. Die Fadenspeichervorrichtung zieht den Faden mit einer Fadenspannung Fa ab, die durch das Reibelement R gesteuert und weitgehend konstant gehalten wird. An der Zulaufseite des Re i be Lemente s R herrscht im laufenden Faden Y eine niedrigere Fadenspannung Fi.

Die Achse 7 ist an einem um eine ti efe rl i egende Querachse 14 schwenkbaren Haltearm 8 angebracht. Die Querachse 14 wi rd von einer am Träger T in einer Lagerung 15 drehbaren elle 9 definiert. Der Haltearm 8 ist auf der Welle 9 an einem Ende befestigt. Am anderen Ende der Welle 9 ist ein Hebel 10 befestigt, der mit dem Haltearm 8 einen Winkel von annähernd 90° einschließt und am freien Ende eine Fahne 17 trägt. Am Hebel 19 greift eine am Träger T verankerte Feder 12 an, die das Reibelement R mit einer Referenzkraft entgegengesetzt zur Reaktionskraft aus der Reibbeaufschlagung des Fadens Y belastet. Die Feder 12 kann (nicht gezeigt) in ihrer Federkraft einstellbar sein. Im Träger sind zwei Grenzanschläge 13, 20 für die Schwenkbewegung des Hebels

10 vorgesehen, wobei der Grenzanschlag 13 eine Ruheposition des Reibelementes (Fig. 1) und der Grenzanschlag 20 eine Endposition für die Schwenkbewegung des Reibelementes R um die Achse 14 definiert. Im Träger ist ferner ein Posi t i ons sensor S angeordnet, der beispielsweise ein opto-elekt roni s ehe r Sensor 11 mit einer Lichtschranke 18 ist. Die Fahne 17 gibt in der gezeigten Ruheposition die Lichtschranke ' frei. Wird hingegen das Reibelement R unter der Reaktionskraft aus der Reibbeaufschlagung des laufenden Fadens Y entgegen dem Uhrzeigersinn bis an den Grenzanschlag 20 verschwenkt, dann wird bei einer exakt festlegbaren Position des Reibelementes die Lichtschranke unterbrochen. Daraus läßt sich ein kräftiges Nutzsignal zur Bewegungsmeldung eines korrekten Fadenlaufes ableiten. Sobald bei schwacher Feder 12 der Hebel 10 am Grenzanschlag 20 anliegt, funktioniert die Fadenbremse B wie eine herkömmliche Fadenbremse. Die Feder 12 kann aber auch so eingestellt sein, daß das Reibelement R mit dem Haltearm 8 bei laufendem Faden nur in Zw i s chenposi t ionen zwischen den beiden Grenzanschlägen verschwenkt und dabei ebenfal ls die Lichtschranke 18 unterbricht. Auch dies repräsentiert dann einen korrekten Fadenlauf. Kommt es zu einer Störung im Fadenlauf, beispielsweise durch Fadenbruch, durch ein Bewegungshindernis im Fadenweg, durch ein Verhängen des Fadens an einem Hindernis, oder dgl., dann verringert sich zunächst die Fadengeschwindigkeit. Die Differenez zwischen den Faden'spannungen Fa und Fi nimmt ab, und auch die Reaktionskraft aus der Re bbeaufschlagung, bis schließlich die Feder 12 den Hebel 10 gegen den Grenzanschlag 13 zur Ruheposition zu bewegen vermag. Bei ό e r Bewegung in die Ruheposition wird die Lichtschranke 18 freigegeben und als Störungsanzeige ein Signal

erzeugt. Je nach Einstellung des Positionssensors S wi rd das Signal erst in der Ruheposition oder bereits voreilend zu dieser erzeugt, d.h. ehe der Faden vollständig zum Stillstand gekommen ist.

Zweckmäßig kann es sein, die Kraft der Feder 12 (Ff) so auf die Fadenspannungsdifferenz Fa-Fi ei nzuj usti e ren, daß - wie erwähnt - bei korrektem Fadenlauf der Hebel 10 am Grenzanschlag 20 anliegt und die Fadenbremse stationär arbeitet. Im anderen Fall wird das Reibelement in einer Zwischenposition stehend arbeiten oder sich hin- und herbewegen.

Bei der Ausführungsform der Fig. 3 und 4 besteht das Reibe-lement R aus zwei durch die Kraft einer schematisch angedeuteten Feder 3' gegeneinander gedrückten Blattfedern 4', 5', zwischen denen der von rechts nach links laufende Faden Y durchgezogen und gebremst wird. Das Reibelement R ist auf einem als Winkelhebel ausgebildeten Haltearm 8' angebracht, der im Träger T um die Querachse 14 schwenkbar ist. Die Feder 12 greift am Haltearm 8 ¹ an und zieht ihn in Richtung auf den die Ruheposition definierenden Grenzanschlag 13 am Träger T. Die Vorspannung der Feder 12 (Größe der Referenzkraft , die das Reibelement entgegengesetzt zur Reakt i ons kraft aus der Reibbeaufschlagung des laufenden Fadens belastet, ist mittels einer Schraube 19 verstellbar. Die Fahne 17 ist di rekt am Haltearm 8' angebracht und arbeitet in der vorerwähnten Weise mit dem Positionssensor S zusammen.

Der zweite Grenzanschlag 20 könnte auch weggelassen werden; dann arbeitet das Reibelement sozusagen schwimmend gegen die Feder 12. In die Ruheposi t i cn, in oder vor der das eine Störung repräsentierende Signal

vom Positionssensor erzeugt wi rd, gelangt das Reibelement R jedoch nur bei oder kurz vor einem Fadenst i l Istand.

Bei der Ausführungsform der Fig. 5 ist die Fadenbremse B eine Krokodilbremse, bei der das Reibelement R aus zwei um beiderseits des Fadens Y senkrechte Achsen 26 schwenkbaren Klauen 4', 5' mit darin angeordneten Fadenösen 21 und 22 besteht. Die Klauen 4", 5" werden durch Federkraft zangenartig auseinandergespreizt. Der Faden durchläuft die gegeneinander versetzten Fadenösen 21, 22 z i ck-zac k-förm g und von links nach rechts , wi rd dabei umgelenkt und gebremst. Je höher die Spannung im Faden ist, desto weiter werden die Klauen zueinander gezogen. Vordere und hintere, feststehende Fadenösen 23, 24 sorgen für die Längsführung des Fadens Y.

Als Halterung des Reibelementes R dient eine Platte 27 mit Lagerböcken 25 für. die Achsen 26. Die Platte 27 ist in einer L near ührung 28 des Trägers T in etwa parallel zur Laufrichtung des Fadens Y verschiebbar geführt. Die Feder 12 drückt die Platte 27 nach links zum Grenzanschlag 13, (Ruheposition). Am Träger T ist der Positionssensor S angebracht (opto-e lekt roni s ehe r Sensor 11 ), dessen Lichtschranke 18 durch die Fahne 17 abde ckba r ist.

Aufgrund der Reibbeaufsc lagung des Fadens in den Fadenösen 22 und 21 baut sich eine Reak i ons kraft auf, die die Platte 27 gegen die Feder 12 aus der Ruheposition bewegt. Gegebenenfalls läuft die Platte 27 sogar gegen einen zweiten Endanschlag (nicht gezeigt) an. Sobald der Faden Y zum Stillstand kommt bzw. seine Spannung verliert, drückt bei abnehmender Reaktionskra t die Feder 12 die Platte 27 zur Ruheposition und

schließlich gegen den Grenzanschlag 13, wobei in der Ruheposition oder - wie gezeigt - kurz vor der Ruheposition die Lichtschranke 18 abgedeckt und das Signal erzeugt wird.

Die einfache, kompakte und aus wenigen Einzelteilen bestehende Ausfü rungsform der Fadenbremse B gemäß Fig. 6 entspricht prinzipiell der Ausführungsform der Fig. 1 ^' und 2 (Schei enbremse). Das Reibelement R ist am Haltearm S" angebracht, der im stationären Träger T gelagert ist. Der Haltearm 8" ist als Biegefeder 29 ausgebildet, die mit einem Fußteil 30 auf dem als Platte 31 ausgebildeten Träger T befestigt ist. Am Haltearm 8" ist der Hebel 10 angebracht, der mit der Fahne 17 den Positionssensor S aktiviert. Bei von links nach rechts laufendem Faden Y wi rd mit der Reaktionskraft aus der Reibbeaufschlagung des Fadens Y die Biegefeder 29 gebogen, so daß das Reibelement R seine Ruheposition aufgibt. Für die Ruheposition kann ein Grenzanschlag 13 vorgesehen sein. Alternativ dazu kann die Ei genst ei f i gke i t der Biegefeder auch für das Aufsuchen und Einhalten der Ruheposition verantwortlich sein. Beim Biegen der Biegefeder 29 deckt die Fahne 17 die Lichtschranke des Positionssensors S ab. Das dann erzeugte Signal repräsentiert den korrekten Fadenlauf. Solange dieses Signal vorliegt, ist keine Störung im Fadenlauf eingetreten. Kommt der Faden zum Stillstand, dann streckt sich die Biegefeder 29 und zieht die Fahne 17 nach oben, bis in der Ruheposition oder kurz vorher die Lichtschranke freigegeben und ein gegenüber dem vorhergehenden Signal deutlich unterscheidbares Signal vorliegt, das eine Störung repräsentiert.

Anstelle einer Biegefeder 29 könnte auch eine Sc raubenfeder oder eine sonstige elastische Ausbildung

. des Haltearms 8" gewählt werden.

Bei allen vorbeschriebenen Ausführungsformen beeinflussen die beiden Funktionen: Fadenbremsen und Bewegungsmelden, einander nicht. Die Fadenbremse läßt sich für sich feinfühlig an die jeweilige Anforderung anpassen. Die Bewegungsmeldefunktion hat den Vorteil, daß das eine Störung anzeigende Signal aussc ließlich ^' abhängig von der Position der Halterung erzeugt wird und deshalb nicht davon abhängt, ob der überwachte Faden dann tatsächlich zum Stillstand gekommen ist oder keine Spannung mehr hat. Danach ist es möglich, das Störungs-Signal schon zu erzeugen, ehe der Faden vollständig zum Sti llstand gekommen ist. Günstig ist ferner, daß durch das Zurückkehren des Reibelementes R in die Ruheposition im Falle einer Störung der aus der FadenDremse ablaufende Fadentei l zurückgezogen wi rd, was bei einem Fadenspeicher, dem die Fadenbremse am Einlaß unmittelbar vorgesetzt ist, wichtig sein kann.

Der Positionssensor S kann ein opto-elekt roni s ehe r, ein induktiver oder ein Hall-Sensor sein. Denkbar ist es aber auch, einen einfachen elektrischen Endschalter ooer einen fede rbe Lasteten Spr i ngs cha Lte r zu benutzen, dessen Feder gleichzeitig die die Halterung gegen die Reak ionskraft aus der Reibbeaufschlagung des Fadens belastende Feder ist.

Anstel le oder zusätzlich zur Bewegungsmeldefunktion kann • jede der vorerwähnten Ausführungsformen der Fadenbremsen eine Spannungs-ϋbe rwac hungsfunkt i on ausführen und auf die Fadenspannung ansprechen.