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Fadenrolle od. dgl., insbesondere für Kunststoffäden Die Erfindung
bezieht sich auf eine Fadenrolle wie Bremsrolle, Förderrolle, Streckrolle od. dgl.,
insbesondere für Kunststoffäden, auf deren Umfang der Faden zickzackförmig geführt
wird. Bei einer bekannten Ausführung besteht die Rolle aus einem Stück, und ihre
die Fadenbahn seitlich begrenzenden Flanken haben ineinanderfassende dachförmige
Vorsprünge, die unmittelbar aufeinanderfolgen und eine den Faden im gesamten Umschlingungsbereich
ununterbrochen unterstützende Zickzackbahn bilden. Letzteres gilt auch schon für
gemachte Vorschläge, bei denen die Rolle aus zwei fest aneinandergedrückten Scheiben
besteht, die auf ihren gegeneinandergekehrten Stirnflächen mit von Kugeln oder halbkugeligen
Köpfen gebildeten, dicht ineinandergreifenden Ringen besetzt sind. Das Anliegen
des Fadens im Umschlingungsbereich an einer in sich geschlossenen Bahn ist aber
in mehrfacher Hinsicht nachteilig. Die erzielbare Reibung zwischen dem Faden und
der Rolle ist z. B. weitgehend von der Spannung des auflaufenden Fadenteiles abhängig.
Solche Rollen sind daher zu einer insbesondere für Kunststoffäden erwünschten Feinregelung
der Fadenspannung nicht uneingeschränkt brauchbar.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fadenrolle für Brems-,
Förder-, Streckzwecke od. dgl. zu schaffen, die trotz zickzackförrniger Fadenführung
eine weitgehende Schonung des Fadens sicherstellt und darüber hinaus den Verschleiß
der Rolle auf ein Mindestmaß bringt und die ferner eine genaue Einhaltung der jeweils
erwünschten Reibung gewährleistet. Dies wird erfindungsgemäß im wesentlichen durch
zwei gleichachsig angeordnete Scheiben, mit an ihren zugekehrten Stirnseiten vorgesehenen
Fingern erreicht, die unter Belassung freier gegenseitiger Abstände nach Art einer
Gitterfadenbremse ineinandergreifen. Der freie Abstand aufeinanderfolgender Finger
nach beiden Seiten stellt zunächst sicher, daß der Faden nur auf einem kleinen Teil
seiner die Rolle umschlingenden Länge gegen Bremsflächen anliegt. Die Erfahrung
hat gezeigt, daß hiermit gegenüber den vorbekannten Rollen der Faden geschont wird
und darüber hinaus die Reibung zwischen Faden und Rolle von der Vorspannung des
auflaufenden Fadenteiles weitgehend unabhängig bleibt, so daß eine wirksame Spannungsregelung
bei größter Fadenschonung erfolgen kann.
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Ein weiterer bedeutender Vorteil wird bei der erfindungsgemäßen Rollenausbildung
dadurch erreicht, daß durch eine gegenseitige Amalverschiebung der die Finger tragenden
Scheiben die Fadenreibung auf der Rolle veränderbar ist; diese bringt nämlich eine
Beeinflussung der Zickzacklegung des Fadens mit sich, die sich unmittelbar als Änderung
der Reibung äußert. Die Verstellung kann in einfacher Weise z. B. durch Schraubmittel,
die gegebenenfalls gegen eine die bewegbare Scheibe in einer Bewegungsrichtung belastende
Federung wirken, erfolgen. Für eine schnelle und durchgreifende Änderung kann jedoch
auch unmittelbar auf den axialen Abstand der die Rolle bildenden Scheiben eingewirkt
werden.
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Für die Änderung der Fadenreibung durch Verstellung des Scheibenabstandes
ist es zweckmäßig, die den Faden stützenden Stirnflächen der den Scheiben zugeordneten
Fingergruppen in. zueinander parallele bzw. nur einen kleinen Winkel einschließende
Ebenen zu legen. Die Axialverstellung der die Rolle bildenden Scheiben kann aber
auch zur Änderung des wirk-samen ScheibenumfanLyes herangezowes:den.
Für diesen Fall sind die wirksamen Flächen der den Scheiben zugeordneten Fingergruppen
gegeneinander geneigt angeordnet. Es. lassen sich auch beide Möglichkeiten, d. h.
Änderung der Fadenhaftung und Beeinflussung des wirksamen Rollendurchmessers vereinigen.
Sofern die wirksamen Flächen geradlinig verlaufen, ist zwischen der Axialverschiebung
der Scheiben und der erzielten Änderung des Durchmessers Proportionalität gegeben.
Ist diese nicht erwünscht, so können die auf den Faden wirkenden Flächen der Finger
gekrümmt verlaufen. Um auch bei weit ineinander greifenden Fingern einen sicheren
Fadeneinlauf zu gewährleisten, empfiehlt es sich, die Finger außenseitig mit Abschrägungen,
vorzugsweise in Form von Abrundungen, zu versehen.
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Es ist bereits der Vorschlag gemacht, die beiden Scheiben von Fadenüberlaufrollen
mit durch Einschneiden und Aufbiegen schräg gegeneinandergestellten
lamellenartigen
Stegen zu versehen, deren von je einem Stegpaar gebildeten Kreuzungsstellen Auflager
für den Faden in Form der Eckpunkte eines Vielecks bilden; doch liegen die Auflager
und damit auch die Fadenführung in einer gemeinsamen Radialebene, so daß kein zickzackförmiger
Fadenverlauf erzielt wird.
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Bei der erfindungsgemäßen Fadenführung, insbesondere bei der Anwendung
von Fingern, deren auf den Faden einwirkende Flächen in zueinander etwa parallelen
Ebenen liegen, empfiehlt es sich, besondere Fadenauflager vorzusehen, die den Faden
radial abstützen. Solche Auflager können den Fingern unmittelbar aasgeformt sein
oder durch scheibenfeste Ansätze dargestellt werden. Im zweiten Falle könnten sie
auch zwischen in Umfangsrichtung der Rolle aufeinanderfolgenden Fingern liegen.
Zur wahlweisen Veränderung des wirksamen Rollendurchmessers ist es besonders zweckmäßig,
die Auflager in Form von verstellbaren Teilen zu verwenden, um die Fadengeschwindigkeit
der Rolle vorzugsweise stufenlos zu verändern. Zur gleichzeitigen und gleichmäßigen
Verstellung solcher Auflager können diese - z. B. in Form von die eine Rolle bildenden,
einander gegenüberliegenden Scheiben verbindenden Brücken -mindestens einseitig
in gegeneinander verstellbaren, winkelig zueinander liegenden Schlitzen aufgenommen
sein. Solche Aufnahmen lassen sich besonders einfach darstellen, wenn in einer fingerbesetzten
Scheibe und einer gegen diese anliegenden verdrehbaren und feststellbaren Scheibe
je gleichartige Schlitze angebracht sind, die in gegeneinander unterschiedlichen
Richtungen verlaufen. Beispielsweise können die Schlitze in der fingerbesetzten
Scheibe radial gerichtet sein, während diejenigen der verdrehbaren Scheibe spiralig
gestaltet sind. Die Auflager könnten jedoch auch in anderer Weise verstellbar sein,
also z. B. in radial gerichteten Gleitführungen aufgenommen und durch lenkerartige
Hebel od. dgl. gestützt sein, die durch die Verstellung eines gemeinsamen Gegenlagers
in unterschiedliche Stellungen schwenkbar sind.
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In der Zeichnung ist der Erfindungsgegenstand in Ausführungsbeispielen
dargestellt. Es zeigt Fig. 1 einen Schnitt durch einen Teil einer Fadenrolle, Fig.
2 eine Draufsicht auf die Finger einer der die Rolle nach Fig. 1 bildenden Scheiben,
Fig. 3 eine weitere Ausführung einer Fadenrolle im Schnitt, Fig. 4 eine Aufsicht
auf Fig. 3, Fig. 5 eine weitere Ausführungsmöglichkeit für eine Fadenrolle im Schnitt,
Fig. 6 einen Teilschnitt VI-VI nach Fig. 5.
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Die in Fig. 1 dargestellte Fadenrolle ist insbesondere zur Verwendung
als Fadenförderrolle mit einstellbarem Fadenabzug bestimmt. Auf der Welle 10 ist
mittels eines Gewindestiftes 11 eine Scheibe 1.2 befestigt, die einen sich an ihre
Nabe anschließenden hohlzylindrischen Bund 13 trägt. Dieser führt auf seiner Mantelfläche
längsverschieblich eine Scheibe 14, die durch eine auf dem Bund 13 angeordnete Schraubendruckfeder
15 von der Scheibe 12 abgedrückt wird. Die Scheibe 14 trägt auf ihrer der Scheibe
12 abgewandten Stirnfläche fest eingesetzte, sich parallel zu der Welle 10 erstreckende
Stifte 16, die außenseitig gegen den Außenbund 17 einer Schraube 18 anliegen, die
in einem Gewinde des Bundes 13 aufgenommen ist und die damit die Längslage der Scheibe
14 bestimmt. Die einander zugekehrten Stirnflächen der beispielsweise aus Kunststoff,
Glas, Porzellan, Metall od. dgl. bestehenden Scheiben 12 und 14 tragen Ringe 19
mit etwa U-förmigem Querschnitt, die an ihren planliegenden inneren Randteilen20
durch Außenbunde 21 von Schrauben 22 gehalten sind, die mit den Scheiben 12 bzw.
14 verschraubt sind. Die Ringe 19, die vorzugsweise aus metallischem Werkstoff durch
sparlose Formung gebildet sind, weisen in ihrem vorgeprägten Teil Aussparungen 23
(Fig. 2) auf, die zwischen sich Rippen 24 belassen, welche als die Fadenmitnahme
bewirkende Finger dienen. Die Teilung und Anordnung der Scheiben 19 ist so gewählt,
daß zwischen den in Rollenumfangsrichtung aufeinanderfolgenden Rippen 24 der beiden
Scheiben 19 je ein parallel zur Welle 10 liegender Stift 25 Platz findet. Die Stifte
25 dienen als Fadenauflager und sind zwecks Einstellung des wirksamen Rollendurchmessers
in bezug auf ihren Abstand von der Welle 10 verschiebbar. Zu diesem Zweck sind in
den Scheiben 12 und 14 radial gerichtete Schlitze 26 angeordnet, welche von den
Stiften 25 durchgriffen werden. Die abgesetzten Enden 27 der Stifte 25 sind in spiralig
verlaufenden Schlitzen 28 von Ringscheiben 29 aufgenommen, die gegenüber den Scheiben
12 bzw. 14 verdrehbar sind. Zu diesem Zweck ist die der Scheibe 12 zugeordnete Ringscheibe
29 in einer als Träger dienenden Ringscheibe 30 gelagert und durch eine Deckscheibe
31 in dieser verdrehbar gehalten. Die Deckscheibe 31 ist an der Scheibe 12 mit Hilfe
von Schrauben 32 festgelegt. Weitere, die Deckscheibe 31 im Bereich ihres Außenrandes
durchsetzende Schrauben 33 halten die Ringscheibe 30 in ihrer Lage. Inder Deckscheibe
31 sind schließlich zur Erzielung einer freien Beweglichkeit der Stifte 25, die
durch Muttern 34 gegen Axialverschiebungen gesichert sind, Aussparungen 35 angebracht.
Die die Radialschlitze 26 der Scheibe 14 durchgreifenden Stiftenden27 sind ebenfalls
in Spiralschlitzen 28 einer Ringscheibe 29 aufgenommen, die ihrerseits in einer
Trägerscheibe 30' drehbar aufgenommen ist. Diese stimmt im wesentlichen mit der
Trägerscheibe 30 überein, ist jedoch mit Durchbrüchen für die Stifte 16 versehen.
Zur Abdeckung jeder Ringscheibe 29 dient je eine Deckscheibe 37, die Durchbrüche
35 für die Stiftenden aufweisen und einerseits durch die Schrauben 32 mit dem Bund
13 und andererseits durch die Schrauben 33 mit den Scheiben 30 bzw. 30' verbunden
sind, wobei letztere in ihrer Stellung in einer eine axiale Beweglichkeit sicherstellenden
Aussparung 38 der Scheibe 14 gehalten wird. Die Außenfläche der rechten Deckscheibe
37 dient überdies einer den Außenbund 17 der Schraube 18 durchsetzenden Sicherungsschraube
39 als Gegenlager. Zur Sicherung der eingestellten Lage der Scheiben 29 dienen schließlich
Zapfenschrauben 40.
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Das in der Fig. 3 und 4 dargestellte Ausführungsbeispiel stellt eine
Fadenrolle dar, die insbesondere als Fadenbremsrolle zu verwenden ist. Auf einem
auf der Welle 45 sitzenden Wälzlager 46 sitzt eine aus Kunststoff gefertigte Scheibe
47, welche stirnseitig einen Hohlzapfen 48 trägt, in dem eine das Wälzlager festlegende
und abdeckende Kappenschraube 49 aufgenommen ist. Auf dem Hohlzapfen 48 ist axial
verschiebbar eine Scheibe 50 gelagert, deren Längslage mittels eines Gewindestiftes
51 feststellbar ist. Zur Vereinfachung der Einstellung kann eine zwischen den Scheiben
47 und 50 liebende Schraubendruckfeder
vorgesehen sein, welche
im Sinne eines Abdrückens der Scheibe 50 wirkt. Den Scheiben 47 und 50 sind auf
ihren einander zugewandten Stirnflächen Zähne 52 ungeformt, deren Rücken in Parallelebenen
liegen. Zur Sicherstellung eines einwandfreien Fadeneinlaufes sind wenigstens die
Zähne 52 außenseitig abgeschrägt. Diesen sind überdies unterseitig sich etwa parallel
zu der Welle 45 erstreckende Fortsätze 53 ungeformt, welche Fadenauflager bilden.
Deren vordere Enden finden in Aussparungen 54 Platz, die in der jeweiligen Gegenscheibe
angeordnet sind. Zur Erzeugung der erwünschten Bremsung ist bei der dargestellten
Ausführung der Rolle eine Wirbelstrombremse vorgesehen. Als Anker dient dabei eine
mit der Scheibe 47 fest verbundene Ringscheibe 55 aus magnetisierbarem Werkstoff.
Diese ist vorzugsweise bei der Fertigung der Scheibe 47 unmittelbar eingeformt und
ist z. B. mittels Durchbrüche der Scheibe durchgreifender Zapfen 56 mit dieser fest
verankert. Der Ringscheibe 55 liegt ein Magnet 57 gegenüber, der von einer Buchse
58 getragen wird, die mittels eines Gewindestiftes 59 wahlweise auf der Welle 45
festklemmbar ist, so daß der Luftspalt zwischen dem Magneten 57 und der Scheibe
55 zwecks Einstellung der jeweils erwünschten Bremswirkung regelbar ist.
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Das in der Fig. 5 und 6 dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt schließlich
eine Fadenrolle, bei welcher die Fadenhaftung auf der Rolle nicht beliebig veränderbar
ist. Die Rolle besteht im wesentlichen aus zwei Scheiben 65 und 66. Die Scheibe
65 ist mit der verlängerten Nabe67 der Scheibe 66 verschraubt. Auf den einander
zugewandten Stirnflächen der Scheiben 65 und 66 sind Ringnuten vorgesehen, in die
aus Blech geformte, verchromte Ringe 68 eingelegt sind, welche Finger 69 tragen.
Die Ringe liegen in die Rollenachse schneidenden Ebenen, greifen mit ihren zwischen
sich Ausschnitte aufweisenden, gewölbten Fingern ineinander und sind schräg zur
Rollenachse gerichtet. Bei Fadenrollen dieser Art erübrigen sich besondere Fadenauflager,
da die schrägliegenden Finger unmittelbar eine Abstützung des Fadens auch radial
bewirken. Die Ringe 68 stützen sich bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel mit
den inneren Enden ihrer Finger 69 auf der Gegenscheibe ab. Zu diesem Zweck sind
im Bereich der abzustützenden Fingerenden noch besondere Einlageringe 70 angeordnet.
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Die in den Fig. 1 und 2 dargestellte Fadenrolle läßt eine Änderung
der Fadenhaftung durch gegenseitige axiale Verschiebung der Scheiben 12 und 14 zu.
Zu diesem Zweck bedarf es lediglich eines Lösens der Schraube 39 und einer Verstellung
der Schraube 18, wodurch die unter dem Druck der Feder 15 stehende Scheibe 14 in
ihrer Längslage beeinflußt wird und eine mehr oder weniger ausgeprägte Zickzacklegung
des Fadens bewirkt. Der durch die Stellung der Stifte 25 bestimmte wirksame Rollendurchmesser
wird durch die Verstellung nicht beeinflußt, da deren Trägereinrichtung von der
axial verstellbaren Scheibe 14 unabhängig ist. Eine Verstellung des wirksamen Rollendurchmessers
ist ebenfalls durchführbar. Zu diesem Zweck bedarf es einer Drehung der Spiralnuten
aufweisenden Scheiben 19 gegenüber den radial gerichtete Schlitze 26 aufweisenden
Scheiben 12 und 14. Die Rolle kann daher für mannigfaltige Zwecke verwendet und
an die jeweils erwünschten Eigenschaften in bezug auf die Fadenhaftung und den wirksamen
Rollendurchmesser angepaßt werden. Beim Gebrauch wird dabei durch die freien Abstände
zwischen den in Umfangrichtung aufeinanderfolgenden Fingern eine weitgehende Schonung
des Fadens sichergestellt und eine beachtliche Unabhängigkeit der Fadenhaftung von
der jeweiligen Vorspannung des auflaufenden Fadens erreicht.
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Die in den Fig.3 und 4 dargestellte Fadenrolle stellt eine besonders
einfache Fertigung sicher, da die sie bildenden Scheiben einschließlich der Finger
z. B. aus Preßstoff hergestellt werden können. Rollen dieser Art können überdies
auch mit anderen Bremseinrichtungen oder unter Fortlassung der Bremseinrichtung
für andere Zwecke verwendet werden. Dabei könnte die Form der Finger auch von der
Darstellung abweichen.
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Die in den Fig. 5 und 6 dargestellte Fadenrolle hat den Vorzug einer
besonders einfachen Fertigung und einer großen Verschleißfestigkeit bei geringem
Gewicht, da die hochbeanspruchten Finger aus besonders widerstandsfähigem Werkstoff
bestehen und die Rolle im übrigen leicht gestaltet sein kann. Es wäre jedoch auch
möglich, die Rolle einschließlich der Finger aus PreßstofE herzustellen oder aber
die Ringe 68 durch Pressen aus einem Kunststoff zu formen, dessen Festigkeitseigenschaften
von denjenigen des Rollenkörpers abweichen. Schließlich könnten die die Rolle bildenden
Scheiben auch so angeordnet sein, daß sie gegeneinander axial verstellbar sind,
um bei im wesentlichen gleichbleibender Fadenhaftung unterschiedliche Umfangsgeschwindigkeiten
bei gleicher Winkelgeschwindigkeit zu erhalten.
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Wie bereits erwähnt, sind die dargestellten Ausführungen nur beispielsweise
Verwirklichungen der Erfindung. Es sind noch andere Ausführungen und Anwendungen
möglich. Insbesondere können die für die Axialverstellung der Scheiben angeführten
Mittel ebenso wie die zur radialen Verschiebung der Auflager vorgesehenen Einrichtungen
vielfach abgewandelt werden. Die Auflager könnten überdies auch bei verstellbarer
Anordnung den Fingern unmittelbar ungeformt sein, wie es anderseits auch möglich
ist, getrennt von den Scheiben gefertigten, entweder zusammenhängend oder einzeln
mit den Scheiben verbindbaren Fingern Auflager für den Faden unmittelbar anzuformen.
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Die für die Rollen verwendeten Werkstoffe lassen sich auf Grund der
unterschiedlichen Gestaltungsmöglichkeiten frei wählen, so daß in jedem Fall die
größte Dauerhaftigkeit bei geringem Aufwand erzielbar ist.