Ein gattungsgemäßer Fadenspeicher ist aus der europäischen Patentanmeldung 0 534 263 bekannt. Die Bremsvorrichtung besitzt einen gegen einen gerundeten Stirn- randabschnitt der Speichertrommel federvorgespannten Trägerkörper. Dieser Träger- körper ist trichterförmig und aus einem biegeflexiblen Material gefertigt. In der weiten Trichteröffnung ist der Trägerkörper mit einem biegeflexiblen Metall belegt. Diese Metallbelegung liegt auf dem gerundeten Stirnrandabschnitt auf einer kreisförmigen Berührungslinie auf. Ein Faden, der zwischen dem gerundeten Stirnrandabschnitt und der Metallbelegung des Tragkörpers hindurchgezogen wird, wird zufolge der Feder- beaufschlagung gebremst. Der Faden wird dabei im Bereich der Berührungslinie punktförmig beaufschlagt. Zufolge der Dicke des Fadens ist die Metallbelegung in die- sem Bereich unter Ausbildung eines sichelförmigen Spaltes von dem Stirnrandab- schnitt abgehoben. Wenn der Faden abgezogen wird, wandert dieser sichelförmige Spalt um den Stirnrandabschnitt herum, so daß der Trägerkörper eine Taumelbewe- gung durchführt und im Bereich der linienförmigen Anlage reibend geringfügig auf dem Stirnrandabschnitt auf und ab gleitet.

Melliand Textilbericht 3/1991 beschreibt auf S. 171 in dem Artikel"Modellierung der Faden-Festkörper-Reibung", daß die Fadenspannung eines durch eine Fadenbremse gezogenen Fadens mit der Geschwindigkeit ansteigt. Um diesen Anstieg der Faden- spannung zu höheren Abzugsgeschwindigkeiten zu kompensieren sieht die obenge- nannte europäische Patentanmeldung 0 534 263 eine besondere Kraftverteilung vor.

Eine Axialkomponente der Fadenspannung soll sich gegen die axiale Federbeauf- schlagungskraft richten und zu einer Selbstkompensation führen.

Aus W095/28348 ist ein Fadenspeicher mit einer Fadenabzugsbremse bekannt, bei der ein schmaler, trichterförmiger Metallstreifen auf einem kegelstumpfförmigen Randabschnitt einer Speichertrommel aufliegt. Der Metallstreifen wird mittels eines Schaumstoffpolsters von einer Dicke, die etwa der halben Streifenbreite entspricht, gegen die Stirnrandabschnitte belastet. Der Schaumstoffring ist in einem glockenför- migen, starren Kunststoffträger gehalten. Bei dieser Lösung wird eine Bewegung des Bremsstreifens außerhalb des Spaltabschnittes, durch welchen der Faden tritt, ge- genüber dem Randabschnitt durch die großflächige Auflage auf dem kegelstumpf- förmigen Stirnrandabschnitt vermieden. Nur der Spait lauft in Form einer Welle um.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Fadenspeicher mit Bremsvorrichtung dahingegehend weiterzubilden, daß der Fadenspannungsan- stieg hin zu größeren Abzugsgeschwindigkeiten (50 m/s) weiter verringert wird.

Gelöst wird die Aufgabe durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung.

Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.

Der Stirnrandabschnitt besitzt die Form eines Kegelstumpfes. Auf diesem Stim- randabschnitt liegt der Metallstreifen zumindest bereichsweise flächig auf. Der in ei- nem spitzen Winkel in den Spalt zwischen Metallstreifen und Stimrandabschnitt ein- laufende Faden wird in der Spaltfläche auf einem bogenförmig verlaufenden Faden- abschnitt vom Metallstreifen gegen den Stimrandabschnitt beaufschlagt. Weiter ist vorgesehen, daß die Metallbelegung nicht unmittelbar innen an dem biegeflexiblen trichterförmigen Trägerkörper angeordnet ist, sondem unter Zwischenlage eines dün- nen, elastisch komprimierbaren Materials beispielsweise Schaumstoff. Zufolge dieser Ausgestaltung läßt sich der Metallstreifen mit einer fein einstellbaren Andruckkraft flä- chig auf den kegelstumpfförmigen Stirnrand der Speichertrommel drücken. Diese Zwi- schenlage erlaubt eine Einstellung der Radialkomponente der auf den Bogenabschnitt des Fadens wirkenden Andruckkraft, die kleiner ist, als die von der Masse des Bo- genabschnittes bei maximaler Fadenabzugsgeschwindigkeit (50 m/s) auf den Me- tallstreifen wirkende Zentrifugalkraft. Bei Greiferwebmaschinen ist der Geschwindig- keitsverlauf beim Fadenabzug nicht gleichförmig, sondern in Form zweier aufeinander folgender, auf dem Kopf stehender Parabeln. Der erste Greifer beschleunigt das Fa- denende und bremst es dann wieder ab. Das Fadenende kommt etwa in Fachmitte zur Ruhe, wo es vom zweiten Greifer übernommen wird. Es wird dann weiter be- schleunigt und wieder abgebremst. Dies bedeutet, daß die Zentrifugalkraft nie kon- stant ist, sondem beispielsweise bei steigender Fadenabzugsgeschwindigkeit an- steigt. Eine höhere Zentrifugalkraft hat aber zur Folge, daß die zwischen Stirnrandab- schnitt und Bogenabschnitt des Fadens wirkende Normalkraft, deren Produkt mit dem Reibungskoeffizienten die Fadenspannung determiniert, geringer wird. Da die Feder- vorspannung aber unverändert bleibt, bleibt auch die von dem Metallstreifen auf den Bogenabschnitt ausgeübte Normalkraft unverändert. Dies bedeutet, daß mit zuneh- mender Zentrifugalkraft insgesamt die Summe der beiden Normalkräfte abnimmt und zwar bis die Zentrifugalkraft den Wert der Radialkomponente der Andruckkraft erreicht hat. Erst dann kann sich der Faden unter Vergrößerung des Spaltes von der Trommeloberfläche abheben. Eine weitere Erhöhung der Fadenabzugsgeschwindig- keit unter einer damit einhergehenden Erhöhung der Zentrifugalkraft bewirkt eine Steigerung der Fadenspannung. Bis zum Abheben des Fadens ist demzufolge eine fliehkraftbedingte Selbstkompensation der Bremse erreicht. Oberhalb der Abhebege- schwindigkeit würde die Fadenspannung ohne weitere Maßnahmen weiter ansteigen.

Zufolge der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der dünnen Zwischenlage aus Schaumstoff an der Innenwand eines biegeflexiblen trichterfönmigen Trägerkörpers sind die Andruckkraft und die dynamischen relevanten Parameter der Fadenbrems- vorrichtung, wie Masse, Kompressionselastizität der Schaumstofflage, Biegeflexibilität von Metallstreifen und Trägerkörper, so aufeinander abstimmbar, daß der Abstand zwischen dem beaufschlagten Bogenabschnitt des Fadens und einer in Bewegungs- richtung des Fadens hinteren Ablöselinie des Metallstreifens vom Stirnrand mit zu- nehmender Fadenabzugsgeschwindigkeit die Umfangslänge erreicht. Mit anderen Worten, sind die dynamischen Parameter der Fadenbremse so wählbar, daß sich der sichelförmige Spalt bis auf Umfangslänge ausdehnt. Es existiert also eine zweite Grenzgeschwindigkeit, bei der eine Art Resonanz zwischen Fadenbremse und Ab- zugsfrequenz eintritt derart, daß die Kraftbeaufschlagung durch die Fadenbremse auf den bogenförmigen Fadenabschnitt abnimmt, so daß eine zweite Selbstkompensation eintritt. In vorteilhafter Weise wird die auf den Bogenabschnitt des Fadens wirkende Andruckkraft bei einer geringeren Geschwindigkeit von der Fliehkraft erreicht, als die- jenige Geschwindigkeit, die notwendig ist, um die Spaltlänge auf Umfangslänge zu bringen. Es hat sich herausgestellt, daß für eine derartige Wirkungsweise die Mate- rialstärke der Schaumstofflage möglichst dünn gewählt werden muß. Die Materialstär- ke sollte maximal 3 mm vorzugsweise 2 mm betragen. Wesentlich ist auch, daß so- wohl Metallstreifen, als auch Trägerkörper biegeflexibel sind. In einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß im Basisbereich des kegelstumpf- förmigen Stirnrandabschnittes die Speichertrommel mit geringem Spaltabstand von einem Ring umgeben ist. Bei hohen Fadenabzugsgeschwindigkeiten tendiert nämlich der Faden dazu, sich in diesem Bereich von der Trommel abzulosen. Durch die spalt- begrenzende Eigenschaft dieses Rings ist dieser sich ausbildende Ballon begrenzt.

Der trichterförmige Träger kann dabei den Spalt zwischen Trommelwand und Rings- innenwand überragen. In vorteilhafter Weise ist der trichterförmige Trägerkörper an seinem durchmessergeringsten Endabschnitt federnd am Tragring angebracht. Die Federn, mit welchen der durchmessergringste Endabschnitt des Trägerkörpers an der Halterung befestigt ist, erstrecken sich in unbelastetem Zustand quer zur Trommel- achse. Die Resonanzfrequenz des Streifens ist niederiger, als die Fadenumlauffre- quenz bei maximaler Fadenabzugsgeschwindigkeit. Die Stärke der Zwischenlage soll insbesondere so dünn bemessen sein, daß der Trägerkörper beim Fadenabzug radial geringfügig mit ausweicht.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand beigefügter Zeich- nungen im Detail erläutert. Es zeigen : Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Stimbereichs eines Fa- denspeichers mit aufgesetzter Fadenbremse bei Vorspannung Null.

Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung des Bereiches II aus Fig. 1, Fig. 3 eine teilweise aufgebrochene Draufsicht auf eine Vorrichtung gemäß Fig. 1, Fig. 4 eine schematische Darstellung der auf den Faden wirkenden Normal- kräfte, Fig. 5 eine vergrößerte schematische Darstellung des bogenlinienförmigen Fadenabschnittes zwischen Metallstreifen und Stirnrandabschnitt, Fig. 6 eine perspektivische Darstellung teilweise aufgebrochen des Ausfüh- rungsbeispiels, Fig. 7 eine schematische Draufsicht auf den Metallstreifen aufliegend auf dem Stirnrandabschnitt bei verschiedenen Abzugsgeschwindigkeiten, Fig. 8 eine rein schematische graphische Darstellung des Fadenspan- nungsverlaufes gegenüber der Fadenabzugsgeschwindigkeit, und Fig. 9 die Darstellung einer mit einer Modellrechnung ermittelten Spaltausbil- dung mittels Linien gleicher Spalthöhe.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung besitzt eine Speichertrommel 6. Die Speicher- trommel 6 hat einen im wesentlichen zylindrischen Speicherkörper, auf welchem in bekannter Weise Fadenwindungen gespeichert werden. Der Faden wird durch eine zentrale Fadenabzugsöse 7 über Kopf abgezogen. Der Stimrandabschnitt 5 der Spei- chertrommel 6 besitzt eine kegelstumpfförmige Fläche. Die kegelstumpffönmige Flä- che geht über eine Rundung in die Zylinderfläche 6 über. Auf der kegelstumpffönmi- gen Stimrandfläche 5 sitzt ein dünner, biegeflexibler Metallstreifen 3. Der Faden 4 wird in Form eines bogenlinienförmigen Abschnittes 4'zwischen dem auf seiner In- nenseite polierten Metalistreifen 3 und dem Stirnrandabschnitt 5 eingeklemmt. Zwi- schen dem Metallstreifen 2 und einem trichterförmigen Trägerkörper 1, welcher wie eine Lautsprechermembran gestaltet sein kann, ist eine Schaumstoffauflage 2 vorge- sehen. Die Schaumstofflage 2 ist sehr dünn. Ihre Stärke sollte unter 3 mm liegen.

Der Faden wird in einem Spalt auf einem bogenlinienförmigen Abschnitt 4'einge- klemmt. Der Spalt wird einerseits durch die Randkante 3'des Streifens 3 ausgebildet und andererseits durch den Scheitel 3"des Einlaufzwickels. Die Randkante 3"'des Streifens 3 ragt über den maximalen Umfang der Speichertrommel hinaus und über- ragt einen schmalen Spalt zwischen Umfang des zylinderförmigen Abschnittes der Speichertrommel 6 und einem diesen umgebenden Ring 12. Der Ring 12 befindet sich in unmittelbarer Nachbarschaft zum Einlaufzwickel.

Der trichterförmige Trägerkörper 1, welcher aus biegeflexiblem Material gefertigt ist, ist mit seinem schmalen Ende mit einem Befestigungsring 11 verbunden, welcher über Zugfedern 10 mit einem in Achsrichtung verstellbaren Ring 9 verbunden ist. Der Fa- den 4 läuft tangential aus der Kegelstumpfffläche 5 aus.

Der Offnungswinkel des Trichters 1 ist vorzugsweise 90°, so daß die Radialkompo- nente der auf den Bogenabschnitt 4'wirkenden Andruckkraft gleich groß ist, wie die axiale Komponente.

Die Wirkungsweise der Vorrichtung ist die folgende : Wird der Faden mit einer gerin- gen Abzugsgeschwindigkeit von der Trommel abgezogen, so umkreist ein Bogenab- schnitt 4'den Stirnrandabschnitt 5 der Speichertrommel. Zufolge der Dicke des Fa- dens bildet sich ein sichelförmiger Spaltraum zwischen Metallstreifen 3 und Stim- randabschnitt 5 aus, welcher nach vome hin durch die Ablöselinie BO und nach hinten durch die Ablöselinie B1 begrenzt ist. Beim Abzug des Fadens läuft diese von dem Faden ausgebildete Beule oder Welle um. Bei einer Steigerung der Fadenabzugsge- schwindigkeit erhöht sich die auf den bogenförmigen Fadenabschnitt 4'wirkende Fliehkraft, so daß die Masse dieses Bogenabschnittes 4'mit einer gewissen Kraft nach außen drückt, die geringer ist, als die Andruckkraft. Die Fliehkraft bewirkt eine Verminderung der von dem Stirnrandabschnitt 5 auf den Faden 4'ausgeübten Nor- malkraft F1. Zufolge der Reduzierung der Summe der Normalkräfte F1, F2 wird insge- samt die Reibungskraft und damit die Fadenspannung verringert. Es findet eine weit- gehende Kompensation der an sich mit steigender Abzugsgeschwindigkeit steigen- den Fadenspannung statt. In Fig. 8 ist dies rein schematisch und sehr stark., bis auf den qualitativ wesentlichen Verlauf vereinfacht dargestellt. Ohne eine Fliehkraftkom- pensation würde die. Fadenspannung etwa gemäß der gestrichelt dargestellten Kurve 13 mit der Geschwindigkeit steil ansteigen. Zufolge der Fliehkraftkompensation ist der Anstieg vermindert. Der verminderte Anstieg wird vom Kurvenabschnitt 12 dargestellt.

Zufolge der besonderen Wahl der dynamischen Parameter der Fadenbremsvorrich- tung steigt der Abstand zwischen dem bogenlinienförmigen Fadenabschnitt 4'und der rückwärtigen Ablöselinie B1 bis B7 mit steigender Fadenabzugsgeschwindigkeit. In der Fig. 7 sind mit B1 bis B8 die Positionen der Ablöselinien bei verschiedenen, an- steigenden Geschwindigkeiten dargestellt. Der bogenförmige Abschnitt 4'wandert beim Fadenabzug im Uhrzeigersinn. Bei stillstehendem Faden liegt die Abzugslinie bei B1, bei einer ersten Fadenabzugsgeschwindigkeit bei B2 usw. Bei einer Ge- schwindigkeit V2 hat sich der Abstand zwischen bogenlinienförmigem Abschnitt 4'und Ablöselinie B8 derart vergrößert, daß sich der Spalt bis auf Umfangslänge geöffnet hat. Zufolge dieser Resonanzerscheinung vermindert sich die auf den Faden wirken- de Bremskraft.

Bei dem in Fig. 8 dargestellten Diagramm würde die fliehkraftbedingte Abflachung 12 bei einer Geschwindigkeit V1 enden, wenn bei dieser Geschwindigkeit V1 die Flieh- kraft die Radialkomponente der Andruckkraft übersteigt. Die dann weitersteigende fliehkraftbedingte Normalkraft würde zu einem starken Ansteigen der Fadenabzugs- spannung führen. Dieses Ansteigen ist mit der strichpunktierten Kurve 14 dargestellt.

Stellt man allerdings die dynamischen Parameter der Fadenbremse so ein, daß die Grenzgeschwindigkeit V2 in unmittelbarer Nachbarschaft zur Grenzgeschwindigkeit V1 liegt, so erfolgt kein derartig steiler Anstieg 14, sondern die Fadenspannung steigt nur noch geringfügig oder fast gar nicht mit der Fadenabzugsgeschwindigkeit.

Erfindungsgemäß ist demzufolge eine zweistufige Selbstkompensation erzielt.

Es ist vorteilhaft, daß die erfinderische Fadenbremse zwei in Radialrichtung wirkende Federelemente besitzt, nämlich einerseits die den trichterförmigen Trägerkörper 1 vor dem Kopf der Speichertrommel haltenden Federn 10 und andererseits die dünne Schaumstoffzwischenlage 2. Beide Federelemente 10,2 sind mit den Massen und den biegeelastischen Eigenschaften von Trägerkörper 1 und Metallstreifen 3 so ab- gestimmt, daß bis zur maximalen Abzugsgeschwindigkeit von 50 m/s oder ggfs. mehr ein möglichst geringer Anstieg der Fadenabzugsspannung auftritt.

In Fig. 9 ist die Spaltausbildung mittels Linien gleicher Spalthöhe dargestellt. Der Ver- lauf der Linien wurde numerisch berechnet. Markant ist, daß die Spalthöhe im Bereich der fadenauslaufseitigen Kante 3'an der mit der Bezugsziffer 16 markierten Stelle und an der gegenüberliegenden einlaufseitigen Kante 3"'an der mit 17 markierten Stelle die größte Höhe besitzt. Zwischen der Fadeneinlaufstelle 17 und der Fadenauslauf- stelle 16 bildet sich ein Sattel 18 aus. Der schaumstoffunterlegte schmale, ansonsten flächig auf der Kegelmantelform aufliegende Streifen entwickelt also zufolge der in ih- rer Wirkung freibelassenen Fliehkrafte eine über den Bogenlinienabschnitt des eing- klemmten Fadens unterschiedlich verlaufende Spalthöhe.