Die Erfindung betrifft eine Fadenbremsvorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 und des Patentanspruchs 10 angegebenen Art, sowie eine Fadenspeicherund -liefervorrichtung gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 11.
Bei einer durch Vorbenutzung in der Praxis bekannten Fadenbremsvorrichtung (IT-MI 93A001313 mit älterem Zeitrang) ist der Bremskörper eine kreisringförmige Gummimembrane mit einem eingehafteten Kegelstumpfmantel aus Metall als Bremsfläche und wenigstens einer Umfangswelle in der Wand der Membrane. In den Tragring greifen von außen zwei diametrale Zapfen ein, die in Endbereiche einer Stützgabel angeordnet sind und die die zweite Kardanachse bilden. Der Basisteil der Gabel ist in einem stationären Schlitten um die erste Kardanachse verdrehbar. Durch axiales Verstellen des Schlittens wird die Vorspannkraft eingestellt, mit der die Bremsfläche am Abzugsbereich der Fadenspeichertrommel anliegt. In der Kardanhalterung sind dem Bremskörper Ausgleichsbewegungen ermöglicht, dank derer sich die Bremsfläche selbsttätig zentriert und im Hinblick auf eine in Umfangsrichtung gleichmäßige Anlagekraft einstellt.
Eine ähnliche Kardanhalterung für einen Lamellen-Bremskörper ist aus EP-0 049 897 A1 bekannt. Der Lamellenbremskörper ist in einem korbförmigen Tragring gefaßt, an dessen Außenseite zwei, die zweite Kardanachse definierende Zapfen angeordnet sind. Die Zapfen sind in Zinken eines gabelförmigen Körpers gelagert, der um die erste Kardanachse in einem stationären Schlitten kippbar ist.
Bei beiden bekannten Lösungen umfaßt die Kardanhalterung relativ viele Teile, was die die Montage und Demontage des Bremskörpers erschwert, u.a. auch, da der Bremskörper sozusagen integrierter Teil der Kardanhalterung ist. Außerdem sind die Kardanachsen in axialer Richtung weit beabstandet, was die leichtgängige Einstellung bzw. Zentrierung der Bremsfläche behindern kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fadenbremsvorrichtung der eingangs genannten Art mit einer baulich sehr einfachen, kompakten und montagetechnisch leicht handhabbaren Kardanhalterung sowie eine Fadenspeicher- und -liefervorrichtung zu schaffen. Gemäß einem weiteren Aspekt sollen dem Bremskörper eine bessere Zentrierung und leichtere Anpassungseinstellung möglich sein.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 und in den nebengeordneten Patentansprüchen 10 und 11 enthaltenen Merkmalen gelöst.
Die Kardanhalterung ist einfach und kostengünstig herstellbar. Der Bremskörper ist leicht montierbar, da er nur lose in der Kardanhalterung aufgenommen wird und erst über die Vorspannung funktionell in der zweiten Kardanachse mit der Kardanhalterung gekoppelt wird. Der Tragring und der Stützring lassen sich einfach hintereinander in die Kardanhalterung einbauen. Die zweite Kardanachse ist sozusagen zunächst imaginär und wird erst durch die Zusammenarbeit zwischen dem Stützring und dem Tragring unter der Vorspannung konstruktiv realisiert. Der Bremskörper ist jederzeit gegen einen anderen Typ mit passendem Tragring austauschbar. Der Bremskörper benötigt gegebenenfalls überhaupt keine bauliche Vorbereitung zum Zusammenspiel mit der Kardanhalterung, da diese alle für die Kardanfunktion nötigen Voraussetzungen selbst aufweist. Mit der losen Anordnung des Tragrings wird ein zusätzlicher Vorteil erreicht, weil dem Tragring in Relation zu den Kardanachsen ein weiterer Freiheitsgrad verliehen wird. Der Tragring kann sich nämlich in Radialrichtung zumindest begrenzt relativ zu beiden Kardanachse bewegen. Der Bremskörper sucht sich sozusagen selbsttätig die für ihn passende Relativposition zu den beiden in der Kardanhalterung festgelegten Kardanachsen. Er ist überdies relativ zu beiden Kardanachsen um seine Längsachse verdrehbar.Die Kardanachsen liegen günstig nahe beieinander, was eine leichtgängige Einstellung bzw. Zentrierung der Bremsfläche gewährleistet.
Dieses einfache und montagetechnisch günstige Lagerungsprinzip ist gemäß Anspruch 10 für alle gängigen Fadenbremsvorrichtungen universell brauchbar, z.B. für sogenannte Lamellen- oder Borstenbremsen, die einen passenden Tragring besitzen, der lose und erst unter der axialen, für die Fadenbremsfunktion benötigten Vorspannung in der zweiten, an sich offenen Kardanachse kippbar am Stützring abgestützt wird, der seinerseits um die erste Kardanachse kippbar in der Fassung sitzt.
Die Fadenspeicher- und -liefervorrichtung gemäß Anspruch 11 zeichnet sich durch eine gute selbsttätige Zentrierung des Tragrings in der Kardanhalterung, durch einfache Bedienung bei der Montage und Demontage des Bremskörpers, durch eine jederzeit gegebene Austauschbarkeit des Bremskörpers und durch kompakte Abmessungen der Kardanhalterung aus, und zwar unabhängig davon, ob der Bremskörper eine kontinuierliche oder eine diskontinuierliche Bremsfläche besitzt, die mit dem Abzugsbereich der Speichertrommel zusammenarbeitet, um den beim Abzug von der Speichertrommel um den Abzugsbereich umlaufenden Faden zu bremsen.
Die Fadenbremsvorrichtung gemäß Anspruch 1 zeichnet sich ferner dadurch aus, daß der aus einem Gummi- oder gummiartigen Material bestehende Bremskörper durch wenigstens eine zu seiner Längsachse konzentrische, umlaufende Wellung und durch die Materialbeschaffenheit eine baulich integrierte Feder und zusätzlich einen baulich integrierten Ballonbegrenzteil enthält. Die Wellung ist entgegen der Abzugsrichtung des zur Bremsfläche laufenden Fadens gerichtet und schafft ein Hindernis für den Faden, der beim Abziehen die Tendenz hat, von den Fadenwindungen auf der Speichertrommel zur Bremszone zwischen der Bremsfläche und dem Abzugsrand der Speichertrommel radial von der Speichertrommel abzuheben (Ballonbildung). Die Wellung wirkt ballonbrechend oder ballonreduzierend. Die integrierte Feder überträgt nicht nur die axiale Vorspannung in die Bremsfläche, sondern gestattet der Bremsfläche lokale Verformungsbewegungen und Zentrier- und Anpassungsbewegungen in Relation zum Tragring des Bremskörpers. Diese kombinatorisch wirkenden Merkmale des Bremskörpers werden in idealer Weise durch die Materialauswahl, die Form und die Querschnittsgestaltung in ein und derselben Komponente, nämlich dem Bremskörper selbst, verwirklicht.
Bei der Ausbildung gemäß Anspruch 2 wird ein kompakter Aufbau erreicht. Montage und Demontage sind leicht und rasch durchzuführen. Der Tragring wird mit dem Stützring in der zweiten Kardanachse nur in den Gipfelkontaktstellen gekoppelt, und zwar erst unter der Vorspannung des Bremskörpers. Es ergibt sich eine stabile und dennoch allseits bewegliche Abstützung des Bremskörpers, da die kraftübertragenden Kontaktstellen weit außen liegen.
Falls erforderlich, kann bei der Ausführungform gemäß Anspruch 3 ein leichter Formschluß zwischen dem Trag- und dem Stützring vorgesehen sein.
Zur Kompaktheit und einfachen Herstellbarkeit tragen die Maßnahmen von Anspruch 4 bei.
Die Ausführungsform von Anspruch 5 ist baulich einfach, da die Kardanhalterung nur die Drehlager für die erste Kardanachse benötigt. Zwei Drehlager ergeben eine stabile Abstützung des Stützrings in großem Abstand von der Längsachse des Stützrings.
Eine montage- und herstellungstechnisch einfache Ausführungsform geht aus Anspruch 6 hervor. Nur die ringförmige Fassung ist Teil des Schlittens. Die Drehlager, die den Stützring kippbar lagern, werden lösbar an der Fassung befestigt, was für die Montage und Demontage günstig ist. Da die Fassung den Tragring mit Spiel umfaßt, sind dem Tragring zum Zentrieren und Einstellen erforderliche Bewegungen möglich.
Ein fester Sitz der Lagerböcke an der Fassung ist mit leichter Demontierbarkeit der Lagerböcke bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 7 gegeben.
Bei der Ausführungsform gemäß Anspruch 8 lassen sich leichtgängige und präzise arbeitende Drehlager für den Stützring ausbilden. Die Eingriffsteile am Stützring sind herstellungstechnisch einfach zu beherrschen.
Besonders zweckmäßig ist die Ausführungsorm gemäß Anspruch 9. Die ebene Ringseite des Tragrings ermöglicht die Montage des Bremskörpers in jeder beliebigen Drehlage und erlaubt es dem Bremskörper, sich in radialer Richtung selbsttätig in eine optimale Position einzustellen, da die kraftübertragenden Kontakte in der zweiten Kardanachse erst unter der Vorspannung entstehen. Es lassen sich beliebige Bremskörper-Typen in der Kardanhalterung wahlweise festlegen, vorausgesetzt, daß der Tragring eine mit den Erhebungen am Stützring kompatible Größe besitzt.
Anhand der Zeichnung werden Ausführungsformen des Erfindungsgegenstandes erläutert. Es zeigen:
In den Fig. 1 und 2 ist eine Fadenspeicher- und -liefervorrichtung F schematisch angedeutet, wobei Fig. 1 eine Stirnansicht in Richtung der Längsachse X von der rechten Seite in Fig. 2 ist. In Fig. 1 ist von der Fadenspeicher- und -liefervorrichtung F ein Stützausleger 1 erkennbar, in dem ein Schlitten 2, z.B. mittels einer Stellspindel 3, parallel zur Längsachse X verstellbar geführt und gehaltert ist. Der Schlitten 2 ist Teil einer Kardanhalterung K, die zum Abstützen einer in Fig. 2 gezeigten Fadenbremsvorrichtung E vorgesehen ist. Am Schlitten 2 ist eine ringförmige Fassung 4, zweckmäßigerweise einstückig, angeordnet, die einen Innenflansch 5 aufweist. An der Fassung 4 sind zwei diametral gegenüberliegende Lagerböcke 6, 7 festgelegt, die Drehlager D für einen strichliert angedeuteten Stützring 16 definieren. Der Stützring 16 ist in den Drehlagern D der Lagerböcke 6, 7 um eine erste Kardanachse A kippbar und wird von der Fassung 4 mit Spiel umgriffen. Die Kardanhalterung K besitzt eine zweite, zur ersten Kardanachse A in etwa senkrechte Kardanachse B, die in Fig. 1 in geringem Abstand hinter der ersten Kardanachse A liegt.
Die Fadenspeicher- und -liefervorrichtung F besitzt ein Gehäuse 9, an dem eine zur Längsachse X koaxiale Fadenspeichertrommel T stationär gelagert ist. Die Fadenspeichertrommel T weist eine periphere Speicherfläche 10 und einen kreisförmigen Abzugsbereich 11 auf, in dem die Fadenspeichertrommel T zweckmäßigerweise gerundet oder kegelförmig ist.
Die gezeigte Ausführungsform der Fadenbremsvorrichtung E gemäß Fig. 2, 3 und 4 enthält einen kreisringfömigen Bremskörper 12 aus elastischem Material wie Gummi oder einem gummiähnlichen Elastomer und zwar eine Gummimembrane, die nahe ihrem Innendurchmesser eine in Umfangsrichtung kontinuierliche Bremsfläche 13 mit der Form eines Kegelstumpfmantels besitzt. Die Bremsfläche 13 kann ein Kegelstumpfmantel aus einem am Bremskörper 12 angehafteten oder auf andere Weise in diesen integrierten Band, z.B. aus Metall, sein. Die Bremsfläche 13 wird durch eine mittels der Einstellung des Schlittens 2 gewählte, axiale Vorspannung V an den Abzugsbereich 11 angelegt, wobei sich der Bremskörper 12 verformt. In den Bremskörper 12 ist eine in Umfangsrichtung umlaufende Wellung 14 eingeformt, die die Speicherfläche 10 mit einem geringen Abstand außen umfaßt und in Richtung zum Gehäuse 9 weist. Die Materialbeschaffenheit des Bremskörpers 12 und die integrierte Wellung 14 definieren eine in den Bremskörper 12 integrierte Feder. Zusätzlich bildet die Wellung 14 einen Ballonbegrenzungsteil der Fadenbremsvorrichtung E.
Im Bereich seines Außendurchmessers ist der Bremskörper 12 mit einem formstabilen Tragring 15, z.B. aus Kunststoff, verbunden, der mit axialem und radialem Spiel innerhalb der Fassung 4 lose aufgenommen ist. Der dem Gehäuse 9 abgewandten Ringseite 24 des Tragrings 15 benachbart ist der Stützring 16 um die erste Kardanachse A kippbar an der Fassung 4 festgelegt. Zur Halterung des Stützringes 16 sind die Lagerböcke 6, 7 mittels Befestigungselementen 18, zweckmäßigerweise Spannschrauben, an der Fassung 4 festgespannt. Jeder Lagerbock 6, 7 enthält eine innere Aufnahme 17, in die die Fassung 4 paßt.
Nach innen offene Ausnehmungen 19 der Lagerböcke 6, 7, zweckmäßigerweise radiale Bohrungen, fassen Vorsprünge 20, zweckmäßigerweise mit warzenartiger Gestalt, die am Außenumfang des Stützringes 16 diametral gegenüberliegend angeordnet sind.
An der der Ringseite 24 zugewandten Ringseite 23 des Stützringes 16 sind um 90° zu den Vorsprüngen 20 versetzt Erhebungen 21 mit warzenartiger Gestalt angeformt, an deren Gipfel der Tragring 15 mit Gipfelkontaktstellen 22 unter der Vorspannung V kippbar angepreßt ist. Auf diese Weise wird unter der Vorspannung V die zweite Kardanachse B gebildet. Die Erhebungen 21 könnten diametral verlaufen und halbzylindrisch ausgebildet sein, so daß sich mit der Ringfläche 24 Anlagelinien ergeben.
Relativ zur Fassung 4 und den Lagerböcken 6, 7 ist der Bremskörper 12 mit seinem Tragring 15 um beide Kardanachsen A, B kippbar, so daß er sich selbsttätig auf einen gleichförmigen Kontakt zwischen der Bremsfläche 13 und dem Abzugsrand 11 zu zentrieren und einzustellen vermag.
Die Vorsprünge 20 könnten in die Ausnehmungen 19 eingreifende Stifte sein. Ferner ist es denkbar, an den Lagerböcken 6, 7 Vorsprünge oder Stifte einzuformen, die nach innen in entsprechende Ausnehmungen im Stützring 16 eingreifen.
In Fig. 3 ist angedeutet, wie weit der Bremskörper 12 um die zweite Kardanachse B relativ zum Stützring 16 zu kippen vermag. Zusätzlich sind auch Kippbewegungen um die erste Kardanachse A möglich, bei denen der Stützring 16 gekippt wird.
Soll der Bremskörper 12 ausgetauscht werden, dann werden die Spannelemente 18 gelöst und die Lagerböcke 6, 7 von der Fassung 4 abgenommen. Der Stützring 16 ist frei und läßt sich in Fig. 2 nach rechts wegnehmen, ehe sich der Bremskörper 12 herausziehen läßt.
Beim Einbau des Bremskörpers 12 wird dieser zunächst mit der Bremsfläche 13 an den Abzugsbereich 11 angelegt, so daß der Tragring 15 in der Fassung 14 lose aufgenommen ist. Dann wird der Stützring 16 eingesetzt, bis die Erhebungen 21 an den Gipfelkontaktstellen 22 anliegen. In weiterer Folge werden die Lagerböcke 6, 7 über die Fassung 4 geschoben, bis die Vorsprünge 20 in die Ausnehmungen 19 eingreifen. Dann werden die Spannelemente 18 angezogen.
Fig. 4 zeigt einen Bremskörper 12 mit seiner Bremsfläche 13, der Wellung 14 und dem Tragring 15.
Fig. 5 verdeutlicht den entnommenen Stützring 16 mit den beiden diametral gegenüberliegenden Erhebungen 21 an der Ringseite 23 und den Vorsprüngen 20.
Die Fassung 4 ist zweckmäßigerweise mit dem Schlitten 2 einstückig und ein Metallformteil, z.B. Druckgußteil aus einer Leichtmetallegierung. Der Stützring 16 ist zweckmäßigerweise ebenfalls ein Leichtmetallformteil. Die Ringseite 24 des zweckmäßigerweise aus Kunststoff bestehenden Tragringes 15 kann eben und gegebenenfalls mit einer armierenden Auflage versehen sein.
In den Fig. 2 und 3 ist zwischen dem Stützring 16 und dem Tragring 15 eine offene zweite Kardanachse B vorgesehen. Darunter ist zu verstehen, daß der Stützring mit dem Tragring nicht körperlich über die Kardanachse B verbunden ist, sondern erst unter der Wirkung der Vorspannung durch die Anlage der Erhebungen 21 in den Gipfelkontaktstellen 22 unter Schaffung der zweiten Kardanachse gekoppelt wird. Die beiden Teile sind jederzeit voneinander abhebbar und arbeiten unter der Vorspannung relativ zueinander um die zweite Kardanachse kippbar zusammen.
In Fig. 6 ist links gezeigt, daß für die Erhebungen 21 in der Ringseite 24 des Tragringes 15 Eingriffsvertiefungen 25 vorgesehen sein können, die einen leichten Formschluß herstellen.
In Fig. 6, rechts, ist an der Ringseite 24 ein Vorsprung 26 mit einer nicht näher dargestellten Eingriffsvertiefung für die Erhebung 21 angeformt. In jedem Fall kann die Lage der Erhebungen 21 und der Gipfelkontaktstellen 22 an den jeweiligen Ringen 15, 16 vertauscht werden. In Fig. 6, rechts, rückt die zweite Kardanachse sehr nahe an die erste Kardanachse heran. Trotzdem gestattet der Vorsprung 26 einen relativ großen Kippbereich des Tragrings 15.
Die Kardanhalterung K ist detailliert anhand der Fig. 2 bis 5 für den kreisringförmigen Bremskörper 12 mit einer Gummi- oder Elastomermembrane und der in Umfangsrichtung kontinuierlichen Bremsfläche 13 erläutert worden. Die Kardanhalterung K ist in dieser Ausbildung aber auch für andere Bremskörper mit einer diskontinuierichen Bremsfläche zweckmäßig, die einen passenden Tragring 15 besitzen, wie dies schematisch in den Fig. 1 und 6 angedeutet ist. Bei solchen Bremskörpern sind im Tragring 15 federnde Kunststoff- oder Metall-Lamellen, Borsten, Zähne oder Speichen vorgesehen, die am Abzugsbereich 11 der Speichertrommel P unter der axialen Vorspannung V anliegen und eine in Umfangsrichtung diskontinuierliche Bremsfläche bilden. Der Tragring 15 eines solchen Bremskörpers wird wie der Tragring 15 des gezeigten Bremskörpers 12 in die Kardanhalterung K eingebaut, damit sich die Bremsfläche mittels der beiden Kardanachsen selbsttätig korrekt einstellt und zentriert.