Die Erfindung betrifft eine Kugelfadenbremse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Bei Doppeldrahtzwirnmaschinen muss der zu verzwirnende Faden vor dem Eintritt in die rotierende Spindel mit einer definierten Fadenzugkraft beaufschlagt sein. Diese Fadenzugkraft muss so gewählt werden, dass ein stabiler Zwirnprozess über die gesamte Laufzeit der Spule gewährleistet ist. Kriterium für die notwendige Fadenspannung ist es, dass über die gesamte Spulenreise auf der Fadenspeicherscheibe der Zwirnspindel eine Mindest-Fadenspeicherung nicht unterschritten werden darf, damit der Fadenballon stabil ausgeprägt bleibt. Wenn die Speicherung diesen Wert unterschreitet, neigt der Fadenballon schon bei geringfügigen Störungen (Massenschwankungen im Garnballon oder Verhakungen auf der Vorlagespule) dazu, temporär einzufallen. Dabei kommt es zu unerwünschten Berührungen des Fadenballons mit der Topfkante, die zu Garnschädigungen bis hin zum Fadenbruch führen können. Weiterhin ist bei gefachtem Vorlagegarn zur Unterstützung des Fadenlaufs ein frei rotierbarer Zwirnflügel vorgesehen, durch den das Vorlagegarn hindurchgeführt und über eine Öse dem Fadeneinlaufrohr und der im Inneren der Vorlagespule positionierten Fadenbremse zugeführt wird. Der Zwirnflügel rotiert dabei und bewirkt neben der eigentlichen Fadenbremse eine gewisse Fadenbremsung (Vorspannung), welche durch zusätzliche Belastungsgewichte noch variiert werden kann.

Als Fadenbremsen haben sich in der Praxis sogenannte Kapselbremsen bewährt. Hauptbestandteil dieser Bremsen ist eine zwischen zwei Bremsflächenringen, in der Regel zwei Keramikösen, eingespannte Bremskapsel, welche aus einem Oberteil und einem Unterteil und einer dazwischen eingespannten Feder besteht, welche die Bremskapselkalotten gegen die Bremsflächenringe drückt. Dabei wird das Garn zwischen zwei Klemmpunkten hindurchgeführt. Bei üblichen Ausführungformen wird durch Verstellen der Distanz zwischen den beiden Bremsflächenringen die Federklemmwirkung und damit die auf den Faden ausgeübte Normalkraft und damit die Bremswirkung auf den Faden eingestellt. Zu diesem Zweck wird in der Regel das Fadeneinlaufrohr in seiner Höhe verstellt, was einerseits aus Raumgründen und andererseits infolge der Veränderung des Einlaufwinkels des Garnes in das Fadeneinlaufrohr unerwünscht ist.
Diese Einstellung erfolgt vor Beginn des Zwirnprozesses und bleibt während des Spulprozesses unverändert. Um den im Allgemeinen üblichen Fadenspannungsbereich für verschiedene Garne, Materialien und Spindelgrößen abzudecken, gibt es Bremskapseln mit verschieden starken Federn, oder es gibt Bremskapseln, bei denen die Federn je nach geforderter Bremskraft ausgewechselt werden können. Diese Vorgehensweise ist umständlich, weil einerseits der Kapselwechsel zeitaufwändig ist, und weil andererseits mehrere Kapselvarianten notwendig sind. Letzteres bedingt einen erhöhten Betriebselementenaufwand und kann zu Verwechselungen der Kapsel führen, wenn diese nicht entsprechend unverwechselbar gekennzeichnet sind.

Das erforderliche Einfädeln des Vorlagegarnes in diese Bremsen und deren Fadenführungen erfolgt entweder per Hand mittels entsprechender Einfädelhilfswerkzeuge (z. B. lange Kunststoffdrähte) oder mittels einer pneumatischen Einfädelvorrichtung, bei der der Faden mittels eines Saugluftstroms durch den mittels pneumatischer Effekte freigegebenen Durchlass automatisch hindurchgefädelt wird.

In der EP 2 336 408 B1 ist gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 eine mittels Federkraft einstellbare Kugelfadenbremse mit einem oberen Bremsflächenring, einem unteren Bremsflächenring und einer zwischen diesen beiden Bremsflächenringen befindlichen Bremskugel beschrieben. Eine Bremskraft-Einstellfeder ist zwischen der Oberseite des oberen Bremsflächenringes und einem Federelementwiderlager eingespannt bzw. wirksam, was bei der Montage und/oder Wartung der Fadenbremse zu Komplikationen führen kann. Die Verstellung der Bremskraft erfolgt über eine ·stufenweise Höhenverstellung des Fadeneinlaufrohrs, wodurch die auf den oberen Bremsflächenring einwirkende Kraft verändert wird. Beim pneumatischen Ein- bzw. Durchfädeln eines Fadens bzw. Garnes wird der untere Bremsflächenring mittels Unterdruck nach unten bewegt, wodurch der Weg frei wird für einen Luftstrom durch die Bremse, so dass der an das obere Ende des Fadeneinlaufrohres angelegte Faden durch die gesamte Bremse hindurchgefördert wird. Dabei weicht die Bremskugel entweder seitlich aus oder sie kommt auf einem einen Bestanteil des Bremsengehäuses bildenden Aufnahmeelement zur Auflage, wodurch ein Weg für den Faden bzw. das Garn frei gegeben wird. Wenn das Gehäuse der Bremse z B. für allgemeine Wartungs- oder Reinigungszwecke geöffnet wird, besteht die Gefahr, dass die Bremskugel heraus fällt und verloren geht.

Bei diesen bekannten Fadenbremsen ist es von Nachteil, dass die Gewichtskräfte sämtlicher oberhalb der Bremskugel aufliegenden Komponenten - mindestens Bremskrafteinstellfeder und Bremsflächenring (ggf. eine zusätzliche zweite Bremskraftfeder und eventuell Führungskolben) - die Bremswirkung auf den Faden erhöhen. Dadurch sind diese Bremssysteme in Richtung niedriger Fadenzugkräfte, wie sie insbesondere für feine Garne benötigt werden, limitiert.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Kugelfadenbremse so zu gestalten, dass auch bei gleicher Kugelausführung niedrigere Fadenzugkräfte realisiert werden können und Komplikationen bei der Montage ohne Wartung weitgehend vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe dient das Merkmal des Kennzeichens des Patentanspruchs 1.

Um zur Verstellung der Bremskraft eine Höhenverstellung des Fadeneinlaufrohres zu vermeiden, besteht gemäß Anspruch 2 ein erweiterter Kerngedanke der Erfindung darin, die Bremskraftverstellung allein durch Drehen des Fadeneinlaufrohres zu bewirken. Zu diesem Zweck ist der obere Bremsflächenring in ein Element integriert, das eine Drehbewegung des Fadeneinlaufrohres in eine Axialbewegung des oberen Bremsflächenringes umsetzt.

Um bei der pneumatischen Fadendurchfädelung und der dadurch bewirkten Verstellung des unteren Bremsflächenringes nach unten zu verhindern, dass die Bremskugel auf dem unteren Bremsflächenring liegen bleibt, ist gemäß Anspruch 10 zwischen den beiden Bremsflächenringen eine während der pneumatischen Fadendurchfädelung wirksame Bremskugel-Halteeinrichtung vorgesehen, die an dem unteren Ende einer den oberen Bremsflächenring tragenden Hülse angeordnet ist und deren konstruktive Gestaltung Gegenstand der Ansprüche 11 und 12 ist.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen behandelt.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

• Figur 1 einen Axialschnitt der erfindungsgemäßen Fadenbremse in einer ersten Einstellposition;
• Figur 2 einen Axialschnitt entsprechend Figur 1, jedoch in einer relativ zu Figur 1 um 90° gedrehten Position;
• Figuren 3 und 4 Axialschnitte entsprechend den Figuren 1 und 2 in einer zweiten Einstellposition der Fadenbremse;
• Figur 5 einen Axialschnitt der erfindungsgemäßen Fadenbremse während der pneumatischen Durchfädelung in einer ersten Einstellposition entsprechend der ersten Einstellposition gemäß den Figuren 1 und 2;
• Figur 6 einen Axialschnitt der in Figur 5 dargestellten Fadenbremse, in einer gegenüber Figur 5 um 90° gedrehter Stellung der Fadenbremse;
• Figuren 7 und 8 Axialschnitte entsprechend den Figuren 5 und 6 in einer zweiten Einstellposition;
• Figur 9 in vergrößerter Darstellung einen Axialschnitt des unteren Teils der in Figur 4 dargestellten Fadenbremse;
• Figur 10 in vergrößerter Darstellung einen Axialschnitt des oberen Teils der in Figur 4 dargestellten Fadenbremse;
• Figuren 10B einen Radialschnitt gemäß der Linie A-A bzw. B-B in Figur 10.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Fadenbremse enthält im Wesentlichen folgende Einzelelemente:

• ein rohrförmiges Bremsengehäuse 1, bestehend aus einem oberen Gehäuseabschnitt 2 und einem mit dem oberen Gehäuseabschnitt 2 lösbar verbundenen unteren Gehäuseabschnitt 3,
• ein in den oberen Gehäuseabschnitt 2 koaxial eingesetztes, drehbar gelagertes Fadeneinlaufrohr 4, das mittels eines nach außen vorspringenden Rastringes 4.1, der in eine im oberen Gehäuseabschnitt 2 angebrachte Rastnut 2.1 eingreift, gegen Axialverschiebung gesichert ist,
• an dem Fadeneinlaufrohr angebrachte oder angeformte, seitlich von dem Fadeneinlaufrohr verlaufende Arme 4.2, an deren unteren Enden nach innen gerichtete Nasen 4.3 angebracht sind;
• eine gegen Rotation gesicherte Hülse 5 mit einer an der Außenseite angeordneten wendelförmigen Nut bzw. Kulissenführung 5.1 mit konstanter oder nicht konstanter Steigung der Wendelgänge 5.1, in die die Nasen 4.3 des Fadeneinlaufrohres 4 eingreifen.

Die Länge der Hülse 4 bestimmt die Länge des Verstellweges des oberen Bremsflächenringes 6 und kann in Abhängigkeit von den beabsichtigten Einsatzgebieten entsprechend ausgewählt werden. Die Hülse 5 ist an ihrem unteren Ende mit einem Flanschring 5.2 versehen, der gemäß Figur 9 vorzugsweise zwei sich gegenüberliegende Rastnasen 5.3 aufweist, in die an der Innenwand des oberen Gehäuseabschnittes 2 angeordnete nicht dargestellte Rastnuten eingreifen, um einer Rotation der Hülse 5 zu verhindern.

Die beiden Gehäuseabschnitte können durch Verschrauben, durch Verclipsen oder bajonettverschlussartig aneinander befestigt sein.

In das untere Ende der Hülse 5 ist der obere Bremsflächenring 6, vorzugsweise in Form einer Keramiköse, eingesetzt.
Es sind weiterhin vorgesehen

• eine gegen den oberen Bremsflächenring 6 anliegende Bremskugel 7;
• eine unterhalb des Flanschringes 5.2 der Hülse 5 angeordnete, eine Kugelfangeinrichtung bildende Halteeinrichtung für die Bremskugel 7; diese Halteeinrichtung hat mindestens zwei sich gegenüberliegende, nach innen gebogene Halteelemente 8, deren untere freien Enden unterhalb des Hauptdurchmessers der Bremskugel 7 liegen, um, wie es später noch beschrieben wird, beim pneumatischen Öffnen der Bremse ein Herausfallen der Bremskugel 7 zu verhindern;

In dem unteren Gehäuseabschnitt 3 ist ein abdichtend geführter, axial verschiebbarer Kolben 9 gelagert, der an der Außenseite seines nach oben gerichteten Bodens 9.1 einen unteren Bremsflächenring 10, vorzugsweise in Form einer Keramiköse, für die Bremskugel 7 trägt.

Der untere Gehäuseabschnitt 3 ist an seinem unteren Ende mit einem nach innen gerichteten Stützflansch 3.1 versehen, auf dem eine Federführungshülse 11 für eine vorzugsweise unter Vorspannung stehende Rückstellfeder 12 für den Kolben 9 abgestützt ist. An die Innenseite des Kolbenbodens 9.1 schließt ein nach unten gerichteter Rohrstutzen 9.2 an, der von einer relativ zu dem Rohrstutzen 9.2 axial verschiebbaren Federstützhülse 13 umgeben ist. Die Federstützhülse 13 ist an ihrem oberen Ende mit einem nach außen gerichteten Stützflansch 13.1 für das obere Ende der Rückstellfeder 12 versehen. Diese Federstützhülse 13 trägt im Bereich ihrer Oberseite einen gegen die Innenseite des Kolbenbodens 9.1 drückende Bremskraft-Einstelleinrichtung in Form einer Bremskraft-Einstellfeder 14, die abhängig von dem beabsichtigten Einsatzgebiet der Fadenbremse eine entsprechend ausgelegte Federsteifigkeit hat. Diese Bremskraft-Einstellfeder 14 nimmt bei der in den Figuren 3 und 4 dargestellten Einstellposition der Fadenbremse bei in einer oberen Endstellung fixiertem oberen Bremsflächenring 6 ihre nahezu entspannte Position einnimmt. Bei der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Einstellposition befindet sich diese Bremskraft-Einstellfeder 14 bei nach unten verstelltem Bremsflächenring 6 in ihrem nahezu vollständig zusammengedrückten Zustand, wodurch von dieser Bremskraft-Einstellfeder 14 die höchste Bremskraft auf den durchlaufenden Faden ausgeübt wird.

Für eine weitere Erhöhung der Bremskraft kann vorzugsweise durch entsprechende Dimensionierung der Hülse 5 der obere Bremsflächenring 6 weiter nach unten verstellt werden, derart, dass auch die Rückstellfeder 12 belastet wird und ebenfalls als Bremskraft-Einstellfeder wirksam ist.

An dem unteren Ende der Federstützhülse 13 sind Arme 13.1 mit nach außen gerichteten Rastnasen 13.2 angeordnet, die gegen einen nach innen gerichteten Anschlagring 11.1 der Federführungshülse 11 zur Anlage kommen können.

Entsprechend einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung kann die Bremskraft-Einstellfeder 14 entfallen und die auf den Kolben 9 einwirkende Rückstellfeder 12 allein als Bremskraft-Einstellfeder wirksam sein, die entsprechend ausgelegt ist, und z.B. vorzugsweise über ihre Länge Abschnitte mit unterschiedlicher Federsteifigkeit hat.

Die erfindungsgemäße Fadenbremse kann zwischen den in den Figuren 1 und 2 einerseits und in den Figuren 3 und 4 andererseits dargestellten extremen Arbeitsstellungen und zwischen den Figuren 5 und 6 einerseits und in den Figuren 7 und 8 andererseits dargestellten extremen Einfädelpositionen verstellt werden.

Zum Einfädeln bzw. Durchfädeln eines Garnes bzw. Fadens wird der untere Kolben 9 durch Anlegen eines Unterdrucks an die zentrale Öffnung des unteren Gehäuseabschnitts 3 gegen die Kraft der Rückstellfeder 12 aus der Arbeitsstellung in die Einfädelstellung abgesenkt, wobei die Bremskugel 7 von den Halteelementen 8 der Halteeinrichtung aufgegangen bzw. festgehalten wird und die Verbindung zum Fadeneinlaufrohr 4 freigegeben wird, so dass ein an das obere Ende des Fadeneinlaufrohres 4 gehaltenes Garn mittels Saugluft durch die Fadenbremse gefädelt wird.

An dem Fadeneinlaufrohr 4 ist eine nach außen gerichtete federbelastete Rastnase 4.4 angeordnet, die in Rasten eines am Innenumfang des oberen Gehäuseabschnitts 2 angeordneten Rastenring 2.4 eingreift. An dem Fadeneinlaufrohr 4 ist eine in Umfangsrichtung verlaufende (nicht dargestellte) Ziffernskala angebracht, die durch ein im oberen Gehäuseabschnitt 2 angeordnetes Fenster 2.5 sichtbar ist, um in Abhängigkeit von der Eingriffsstellung der Rastnase 4.4 in den Rastenring 2.4 die jeweilige Drehstellung des Fadeneinlaufrohrs 4 ablesen zu können und damit die Höhenstellung des oberen Bremsflächenringes (6) und abhängig davon die eingestellte Bremskraft zu erkennen.

Um mit bekannten Kapselfadenbremsen einen großen Bremskraftbereich erfassen zu können, war es, wie oben bereits erläutert, bisher notwendig, in aufwändiger und damit nachteiliger Weise mehrere Kapseln mit unterschiedlichen Bremskraftbereichen zu verwenden, da jede einzelne Kapsel, insbesondere in Abhängigkeit von der Federkraft der innerhalb der Kapsel befindlichen Feder, nur für jeweils einen begrenzten Bremskraftbereich verwendbar gewesen ist.

Dieser Nachteil wird mit der erfindungsgemäßen Kugelfadenbremse behoben, bei der die die Bremskraft bewirkende Bremskraft-Einstelleinrichtung unter dem unteren Bremsflächenring 10 angeordnet ist, und zwar

• als Variante A in Form der Bremskraft-Einstellfeder 14;
• als Variante B in Form der durch die Rückstellfeder 12 unterstützten Bremskraft-Einstellfeder 14 oder
• als Variante C in Form der Rückstellfeder 12 allein.

1

Bremsengehäuse

2

oberer Gehäuseabschnitt

2.1

Rastnut

2.3

Rastenring

2.4

Fenster

3

unterer Gehäuseabschnitt

3.1

Stützflansch

4

Fadeneinlaufrohr

4.1

Rastring

4.2

Arme

4.3

Nasen

4.4

Rastnase

5

Hülse mit an der Außenseite angeordneter Nut- bzw. Kulissenführung

5.1

wendelförmige Nut- bzw. Kulissenführung

5.2

Flanschring

5.3

Rastnasen

6

oberer Bremsflächenring (Keramiköse)

7

Bremskugel

8

Halteelemente

9

Arbeitskolben

9.1

Kolbenboden

9.2

Rohrstutzen

10

unterer Bremsflächenring (Keramiköse)

11

Federführungshülse

12

Rückstellfeder

13

Federstützhülse(n)

13.1

Arme

13.2

Rastnasen

13.3

Stützflansche

14

Bremskraft-Einstelleinrichtung in Form einer Bremskraft-Einstellfeder