CH679888A5

CH679888A5 -

Info

Publication number: CH679888A5
Application number: CH79190A
Authority: CH
Inventors: Horst-Dieter Vogt
Original assignee: Textest Ag
Priority date: 1990-03-12
Filing date: 1990-03-12
Publication date: 1992-04-30
Also published as: DE4105085A1

Description

1

CH 679 888 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Messen der Materialhärte eines Prüflings gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 6. Derartige Verfahren bzw. derartige Geräte dienen insbesondere in der Textilindustrie dazu, durch einfache und schnelle Handmessung die Wickelhärte von Schär-und Kettbäumen, Garnspulen oder Gewebewickeln zu messen. Das bei diesen Geräten angewendete Messprinzip basiert darauf, dass der Eindringkör-per in der Form einer Kugel oder einer Spitze mittels degressiver Federkraft soweit in den Wickel ge-presst wird, bis die inneren Wickelkräfte der Federkraft das Gleichgewicht halten. Die einer bestimmten Eindringtiefe entsprechende Gleichgewichtskraft wird gemessen und als Mass für die Wickelhärte angezeigt.

Es sind bereits gattungsmässig vergleichbare Geräte bekannt, bei denen die Messvorrichtung einen Mikroprozessor aufweist, wobei der über einen Stellungsgeber ermittelte Messwert unmittelbar digital angezeigt werden kann. Die Praxis hat nun gezeigt, dass eine einzelne Messung am Prüfling aufgrund verschiedener Einfiussfaktoren zu ungenaue Werte ergibt und dass es daher erforderlich ist, am Prüfling eine Messserie von wenigstens zwei Einzelmessungen durchzuführen, und zwar vorzugsweise an verschiedenen Stellen des Prüflings. Aus den verschiedenen Werten der Einzelmessungen kann dann ein Mittelwert gebildet werden, welcher genauer ist, als die Werte der Einzelmessungen.

Bei den bisher bekannten Geräten konnte eine derartige Messserie nur so durchgeführt werden, dass die Werte der Einzelmessungen aufgezeichnet wurden und dass anschliessend der Mittelwert separat errechnet wurde. Ablesen und Notieren der Einzelwerte beinhaltet jedoch bereits wiederum eine Fehlerquelle und stellt zudem einen erheblichen Arbeitsaufwand dar. Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dessen Hilfe ohne nennenswerten zeitlichen Mehraufwand fehlerfrei exakte Mittelwerte aus einer Serie von Einzelmessungen abgelesen werden können. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren gelöst, das die Merkmale im Anspruch 1 aufweist. In vorrichtungsmässiger Hinsicht wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen im Anspruch 6 gelöst.

Das Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung erlauben es, rasch hintereinander Einzelmessungen an einem Prüfling vorzunehmen, wobei der letztlich gewünschte Mittelwert unmittelbar angezeigt wird. Der Messwertspeicher erübrigt es, dass Zwischenresultate schriftlich fixiert werden müssen und der Zähler sorgt zuverlässig dafür, dass immer der Mittelwert aus der richtigen Anzahl Messungen ermittelt wird. Die Betriebssicherheit des Gerätes wird schliesslich auch noch dadurch erhöht, dass an der Anzeigevorrichtung jeweils nur der bereits errechnete Mittelwert sichtbar wird. Dadurch wird vermieden, dass versehentlich ein gemessener Einzelwert als Endergebnis einer ganzen Messserie betrachtet wird.

Weitere Vorteile können erreicht werden, wenn die maximal mögliche Anzahl Einzelmessungen pro Messserie durch den Zähler begrenzt wird. Je nach Anwendungsfall kann das Messgerät am Zähler auf eine bestimmte Anzahl Einzelmessungen eingestellt werden, die einen optimalen Mittelwert erwarten lässt. Eine diese vorbestimmte Anzahl überschreitende weitere Messung bleibt ohne Einfluss und wird nicht mehr registriert. Vor dem Beginn einer neuen Messserie muss der Zähler wieder auf Null zurückgestellt werden bzw. muss der Messwertspeicher gelöscht werden.

Der Bedienungskomfort kann gesteigert werden, wenn bei jeder Einzelmessung ein Tongenerator aktiviert wird und wenn der Tongenerator beim Erreichen der letzten möglichen Einzelmessung einen Ton generiert, der sich bezüglich Tonlage und/oder Dauer vom Ton unterscheidet, der bei den vorausgegangenen Einzelmessungen generiert wird. Der nach jeder Einzelmessung generierte Ton signalisiert der Bedienungsperson, dass die Einzelmessung beendet ist und dass der entsprechende Messwert im Rechner verarbeitet wurde. Bei der durch den Zähler festgestellten letzten möglichen Messung ertönt ein anderes Signal, welches die Bedienungsperson darauf hinweist, dass die Messserie beendet ist und dass jetzt der Mittelwert abgelesen werden kann.

Das Ende einer Messserie kann auch noch optisch signalisiert werden, indem die Messwerte digital angezeigt werden und indem die Anzeige wenigstens ein Element aufweist, das beim Erreichen der letzten möglichen Einzelmessung sich optisch unterscheidet von der Anzeige der vorausgegangenen Einzelmessungen. So kann die Digitalanzeige z.B. mit einem Unterbrecher versehen sein, der die ganze Anzeige oder z.B. auch nur ein Dezimalzeichen blinken lässt, solange die angezeigten Mittelwerte noch nicht verbindlich sind. Erst beim Erreichen der letzten Einzelmessung erscheint die Digitalanzeige permanent und signalisiert so das verbindliche Endergebnis. Selbstverständlich müssen die Messwerte aber nicht zwingend digital angezeigt werden. Denkbar wäre auch eine analoge Anzeige, wobei z.B. das Ende einer Messserie durch eine Leuchtdiode oder dergleichen angezeigt werden könnte.

Die Durchführung des Verfahrens und die Handhabung der Vorrichtung wird erleichtert, wenn die Messvorrichtung über einen Schalter aktiviert wird und wenn der jeweils letzte Messwert an der Anzeigevorrichtung unabhängig von der Messposition jeweils solange angezeigt wird, wie der Schalter eingeschaltet ist. Die Vorrichtung kann auf diese Weise bequem vom Prüfling entfernt werden, um den Messwert abzulesen. Anderseits bewirkt ein Ausschalten des Schalters, dass die gespeicherten Messwerte im Messwertspeicher und die Anzeige an der Anzeigevorrichtung gelöscht werden.

Die einzige Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in stark vereinfachter und schematisierter Darstellungsweise. Das Messgerät 1 hat ein nur schematisch dargestelltes, vorzugsweise zyiin-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

CH 679 888 A5

4

drisches Gehäuse 4, das bequem mit einer Hand gehalten werden kann. Im Gehäuse 4 ist eine Spindel 5 linear verschiebbar gelagert. Am Ende der Spindel ist ein Eindringkörper 3 befestigt, der kugeiförmig ausgebildet ist, der aber auch eine andere Form wie z.B. eine Spitze haben könnte. Der Eindringkörper 3 bzw. die ganze Spindel 5 steht unter der Vorspannung der Druckfeder 6, und zwar so, dass der Eindringkörper 3 aus der Gehäusestirnseite hinausragt.

Für die Härtemessung eines textilen Wickels 2 oder eines beliebigen anderen Prüflings wird das Messgerät 1 in Pfeilrichtung X möglichst im rechten Winkel zur Oberfläche des Wickels 2 gepresst. Drucksensoren an der Gehäusestirnseite können dafür sorgen, dass eine Messung erst möglich ist, wenn das Messgerät in der richtigen Lage gegen den Wickel 2 gepresst wird. Beim Anpressen des Messgerätes 1 wird der Eindringkörper 3 aus seiner Ruhestellung zurückgeschoben, dringt aber anderseits auch um ein bestimmtes Mass in den Wickel 2 ein. Dabei wird die Druckfeder 6 zusam-mengepresst, und die Spindel 5 legt relativ zum Gehäuse 4 einen bestimmten Weg zurück. Da die Federkennlinie der Druckfeder 6 bekannt ist, kann jedem Federweg eine bestimmte Federkraft zugeordnet werden. Diese Federkraft bildet das Mass für die Härte des Wickels 2. Je geringer die Eindringtiefe des Eindringkörpers 3, desto grösser der Federweg und desto grösser ersichtlicherweise die Härte des Wickels.

Der Federweg wird im Messgerät 1 über einen Stellungsgeber 9 gemessen. Dem Fachmann sind Stellungsgeber verschiedener Bauart, wie z.B. optische, elektromagnetische oder induktive Stellungsgeber bekannt. Ein besonders hohes Auflösungsvermögen und damit eine hohe Messgenauigkeit wird mit optisch/inkrementalen Stellungsgebern erreicht, wie sie z.B. auch bei Längenmessvorrichtun-gen bekannt sind.

Ein Schalter 7 schliesst den Stromkreis zu einer nicht näher dargestellten Stromquelle in der Form einer Batterie oder eines Akkus. Der Schalter 7 wird einerseits durch einen Druckschalter 8 betätigt, der am Gehäuse 4 angeordnet ist und der von der Bedienungsperson gedrückt werden muss, damit eine Messung überhaupt möglich ist.

Entsprechend der vorgegebenen Federkennlinie der Druckfeder 6 wird der am Stellungsgeber 9 ermittelte Federweg in Millimeter in einem Umrechner 10 in eine analoge Federkraft in Newton umgerechnet. Die gemessene Kraft wird in einem Messwertspeicher 13 gespeichert, wobei jeweils die Summe S der bereits erfolgten Einzelmessungen gebildet wird. Gleichzeitig wird die Anzahl N der Einzelmessungen im Zähler 11 gezählt. Die maximal mögliche Anzahl Einzelmessungen Nmax kann z.B. an einem Wählschalter 12 eingestellt werden. Beim Erreichen der maximal möglichen Anzahl wird der Schalter 7 aktiviert und eine weitere Einzelmessung ist nicht mehr möglich.

In einem Rechner 14 wird aus der Summe S der gespeicherten Einzelwerte und der Anzahl N der Einzelmessungen der jeweilige Mittelwert M der bisherigen Messungen ermittelt. Nach der ersten Messung wird ersichtlicherweise nur der tatsächlich gemessene Wert S:1 = S angezeigt.

Der Rechner 14 steht in Wirkverbindung mit einer Anzeigevorrichtung 15 und mit einem Tongenerator 16. Die Anzeigevorrichtung ist eine Digitalanzeige mit z.B. 3 Stellen und mit einem Dezimalzeichen 17. Bei der Digitalanzeige kann es sich um eine Flüssigkristallanzeige oder um ein anderes Anzeigesystem handeln. Ein nicht dargestellter Unterbrecher sorgt dafür, dass wenigstens das Dezimalzeichen 17 so lange blinkt, bis die maximal mögliche Anzahl Einzelmessungen Nmax erreicht ist. Erst dann erscheint das Dezimalzeichen permanent und zeigt so dem Benutzer an, dass jetzt eine Messserie abgeschlossen ist.

Auf die gleiche Weise signalisiert auch der Tongenerator 16 den Messvorgang. Nach jeder Einzelmessung ertönt ein gleichbleibendes akustisches Signal, z.B. ein kurzer Piepton. Nach der letzten möglichen Einzelmessung ertönt ein unterschiedliches Signal, z.B. ein langer Piepton, der damit der Bedienungsperson ebenfalls das Ende der Messserie anzeigt, ohne dass bei den Zwischenmessungen die Anzeigevorrichtung 15 beobachtet werden muss. Die Einzelmessungen werden vorzugsweise durch Sensoren ausgelöst, bzw. abgeschlossen, die am Gehäuse 4 angeordnet sind und die auch dafür sorgen, dass die Messung unabhängig ist von der Kraft in Pfeilrichtung X, mit welcher das Messgerät 1 an den Wickel 2 gepresst wird.

Anschliessend wird ein Messvorgang anhand eines Beispiels erläutert. Dabei wird angenommen, dass pro Messserie maximal 3 Einzelmessungen möglich sind. Dementsprechend wird der Wählschalter 12 auf 3 Messungen eingestellt. Anstelle des Wählschalters 12 könnte natürlich die maximal mögliche Anzahl auch fest in den Zähler 11 eingegeben sein.

Zu Beginn der Messserie wird der Druckschalter 8 betätigt, damit die verschiedenen elektronischen Bauteile mit Strom versorgt werden. Der Druckschalter 8 bleibt während der ganzen Messserie eingeschaltet. Jetzt wird das Messgerät 1 in Pfeilrichtung X gegen den Wickel 2 gepresst. Bei richtiger Relativlage und genügender Anpresskraft lösen die nicht dargestellten Sensoren den Messvorgang aus. Ein kurzer Piepton am Tongenerator 16 zeigt das Ende der ersten Messung an. Gleichzeitig erscheint der erste Messwert, z.B. 60 Newton in der Anzeigevorrichtung 15, wobei das Dezimalzeichen 17 blinkt.

Jetzt wird das Messgerät 1 abgesetzt, wobei der gemessene Wert an der Anzeigevorrichtung stehenbleibt. Anschliessend wird das Messgerät zur zweiten Einzelmessung leicht versetzt wiederum gegen den Wickel 2 gepresst. Wieder ertönt ein kurzer Piepton, und der Zähler 11 zählt die zweite Messung. Der zweite gemessene Wert, z.B. 75 Newton wird an der Anzeigevorrichtung 15 nicht angezeigt, sondern im Messwertspeicher 13 zum ersten Messwert addiert. Aus der Summe, nämlich 135 Newton wird der Mittelwert, 67,5 Newton errechnet und an der Anzeigevorrichtung angezeigt.

Die Mittelwerte werden nicht gespeichert, da sie für die nachfolgenden Einzelmessungen und Mittel-

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

5

CH 679 888 A5

6

wertbildungen nicht zu beachten sind. Es wäre aber denkbar, dass auch die Mittelwerte in einem separaten Speicher gespeichert werden, so dass zu jeder Einzelmessung der dazugehörige Mittelwert abgerufen werden kann.

Der Messvorgang wird bei der dritten und damit letzten möglichen Einzelmessung dieser Messserie wiederholt, wobei z.B. ein Wert von 63 Newton ermittelt wird. Dieser Wert wird wiederum aufaddiert und aus der Summe 198 Newton der Mittelwert aus den total 3 Messungen, nämlich 66 Newton errechnet und angezeigt. Bei diesem Messvorgang ertönt am Tongenerator 16 ein langer Piepton, und das Dezimalzeichen 17 erscheint permanent. Die Bedienungsperson weiss jetzt, dass der Wert 66,0 Newton abgelesen werden muss. Eine weitere Messung ist jetzt nur möglich, wenn der Druckschalter 8 ausgeschaltet wird, wobei alle Komponenten wiederum in die Ausgangsstellung zurückgestellt werden.

Die Digitalanzeige kann auch noch dazu verwendet werden, um die Erschöpfung der Batterie oder des Akkus anzuzeigen.

Selbstverständlich sind die verschiedenen in der Zeichnung dargestellten Komponenten, wie z.B. der Messwertspeicher 13 oder der Rechner 14 nicht getrennte Bauteile. Vielmehr können praktisch alle Funktionen durch einen Mikroprozessor gelöst werden, der z.B. durch einen Quarz gesteuert wird. Alternative Lösungen sind aber denkbar.

Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Messen der Materialhärte eines Prüflings, insbesondere eines textilen Wickels (2), wobei ein unter Federvorspannung stehender Eindringkörper (3) gegen den Prüfling gepresst wird und die Eindringtiefe, bzw. die der Eindringtiefe entsprechende Anpresskraft mit einer Messvorrichtung gemessen und an einer Anzeigevorrichtung (15) angezeigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Messvorgang am Prüfling wiederholt wird und dass jeder Messvorgang mit einem Zähler gezählt wird, dass die Summe alier Messwerte der Einzelmessungen in einem Messwertspeicher (13) gespeichert wird und dass nach der zweiten und nach jeder weiteren Messung aus der Summe (S) der Messwerte und aus der Anzahl Messungen (N) in einem Rechner (14) der Mittelwert aller bisherigen Messungen errechnet wird und dass an der Anzeigevorrichtung (15) jeweils nur der erste gemessene Wert, bzw. nur der Mittelwert aller bisherigen Messungen angezeigt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die maximal mögliche Anzahl Einzelmessungen (Nmax) pro Messserie durch den Zähler (11) begrenzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei jeder Einzelmessung ein Tongenerator (16) aktiviert wird und dass der Tongenerator beim Erreichen der letzten möglichen Einzelmessung einen Ton generiert, der sich bezüglich Tonlage und/oder Dauer vom Ton unterscheidet, der bei den vorausgegangenen Einzelmessungen generiert wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder

3, dadurch gekennzeichnet, dass die Messwerte digital angezeigt werden und dass die Anzeige wenigstens ein Element aufweist, das beim Erreichen der letzten möglichen Einzelmessung sich optisch unterscheidet von der Anzeige der vorausgegangen Einzelmessungen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung über einen Schalter (8) aktiviert wird und dass der jeweils letzte Messwert an der Anzeigevorrichtung (15) unabhängig von der Messposition jeweils solange angezeigt wird, wie der Schalter (8) eingeschaltet ist.

6. Vorrichtung zum Messen der Materialhärte eines Prüflings, insbesondere eines textilen Wickels (2), mit einem unter Federspannung stehenden Eindringkörper (3), der gegen den Prüfling pressbar ist, und mit einer Messvorrichtung zum Messen der Eindringtiefe des Prüflings bzw. der ihr entsprechenden Anpresskraft sowie mit einer Anzeigevorrichtung (15) zum Anzeigen der Messwerte, gekennzeichnet durch einen Zähler (11) zum Zählen von aufeinanderfolgenden Messvorgängen, einen Messwertspeicher (13) zum Speichern der Summe der Messwerte aller Einzelmessungen einer Messserie, einen Rechner zum Errechnen des Mittelwertes nach jeder Einzelmessung aus der Summe der Messwerte und der Anzahl Messvorgänge sowie durch eine Anzeigevorrichtung, welche derart mit dem Rechner verbunden ist, dass sie jeweils nur das Ergebnis der ersten Messung und die errechneten Mittelwerte der folgenden Messungen anzeigt.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Zähler (11) auf eine maximal mögliche Anzahl Einzelmessungen pro Messserie begrenzbar ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Rechner (14) mit einem Tongenerator (16) verbunden ist, mit dem bezüglich Tonlage und/oder Dauer wenigstens zwei Tonsignale generierbar sind und der nach jeder Einzelmessung einen Ton generiert.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung eine digitale oder eine analoge Anzeige sowie ein Signalelement aufweist, das den Abschluss einer Messung und/oder den Abschluss einer Messserie optisch anzeigt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeigevorrichtung (15) eine Digitalanzeige mit einem Unterbrecher ist, wobei wenigstens ein Element der Anzeige wahlweise blinkend oder permanent anzeigbar ist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Schalter (8) aufweist, bei dessen Einschaltung die Messvorrichtung aktivierbar ist und bei dessen Ausschaltung die gespeicherten Messwerte im Mess-wertspeicher (13) und die Anzeige an der Anzeigevorrichtung (15) gelöscht werden.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65