Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Fadenspannungsmesser, wie er im Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1 definiert ist.
Der Ausdruck "Faden" umfasst im Rahmen dieser Patentanmeldung alle textilen Faser-, Faden- und Garnarten, Zwirn, etc., sowie Faden oder Draht und dünne fadenförmige Bänder aus anderem Material, wie z.B. Metall oder Kunststoff.
Bei der Herstellung und Verarbeitung von Fäden kommt der laufenden Kontrolle der Zugbeanspruchung eine grosse Bedeutung zu. Zur Vermeidung von Warenfehlern, die häufig auf überdehnungen oder unterschiedliche Fadenspannung zurückgehen, wird daher die Fadenspannung mithilfe spezieller, hierfür entwickelter Fadenspannungsmesser während des Betriebs gemessen und ausgewertet.
Der Ordnung halber sei darauf hingewiesen, dass der in der Technik und in der Industrie eingeführte Ausdruck "Fadenspannungsmesser" im vorliegenden Zusammenhang verwendet wird, obwohl es dem Fachmann klar ist, dass dieses Gerät nicht direkt die Fadenspannung, sondern eine Zugkraft in Gramm messen kann. Aus dieser Zugkraft und dem Fadenquerschnitt lässt sich die auf den Querschnitt bezogene Zugspannung (in N/mm<2>) jedoch ohne weiteres ermitteln.
Beispielsweise aus der CH-A-600 015 ist ein Fadenspannungsmesser mit einem Gehäuse, drei aus diesem herausragenden Messarmen, die derart verstellbar sind, dass mit ihnen ein zu messender Faden fassbar ist, einer Messeinrichtung zur Ermittlung der Fadenspannung und einer Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Messwerte bekannt. Dieser Fadenspannungsmesser hat sich in der Praxis zur reinen Fadenspannungsmessung bestens bewährt.
Neben der Messung der Fadenspannung wird aber beispielsweise bei Rund- oder Flachstrickmaschinen die Messung weiterer Parameter eines sich in Fadenlängsrichtung bewegenden Fadens angestrebt. Dabei sind insbesondere die Fadengeschwindigkeit und die Fadeneinlauflänge von Interesse.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, einen Fadenspannungsmesser der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit dem neben der Fadenspannung noch mindestens ein weiterer Parameter eines sich in Fadenlängsrichtung bewegenden Fadens gemessen werden kann. Vorzugsweise soll mit dem Fadenspannungsmesser zusätzlich die Fadengeschwindigkeit und/oder die Fadeneinlauflänge ermittelbar sein.
Diese Aufgabe wird durch den erfindungsgemässen Fadenspannungsmesser gelöst, wie er im unabhängigen Patentanspruch 1 definiert ist. Bevorzugte Ausführungsvarianten ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen. Eine erfindungsgemässe Verwendung des Fadenspannungsmessers ist in Patentanspruch 10 definiert.
Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass bei einem Fadenspannungsmesser mit einem Gehäuse und drei aus diesem herausragenden Messarmen einer der Messarme ein Messrad aufweist, das bei einem erfassten, sich in Fadenlängsrichtung bewegenden Faden von diesem gedreht wird, und ein Sensor zur Ermittlung der Rotationsgeschwindigkeit des Messrads vorgesehen ist. Die Messarme sind derart verstellbar, dass mit ihnen der zu messende Faden fassbar ist. Der Fadenspannungsmesser umfasst ausserdem eine Messeinrichtung zur Ermittlung der Fadenspannung und eine Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Messwerte.
Durch die Ermittlung der Rotationsgeschwindigkeit des Messrads mittels des Sensors wird eine Grösse bestimmt, die ein Mass für die Geschwindigkeit des das Messrad antreibenden Fadens ist.
Die Ermittlung der Fadenspannung kann auf herkömmliche Weise erfolgen, wie sie beispielsweise in der CH-A-600 015 im Detail beschrieben ist. Insbesondere bezüglich der Messarme, der Messeinrichtung zur Ermittlung der Fadenspannung und der -Anzeigeeinrichtung zum Anzeigen der Messwerte und ihrer Funktionsweise wird daher auf die CH-A-600 015 verwiesen, die hiermit ausdrücklich in die vorliegende Beschreibung einbezogen wird.
Mit Vorteil stehen zwei der Messarme in der Anfangsstellung vor dem Erfassen eines Fadens mit ihren Frontabschnitten hinter demjenigen des dritten Messarms zurück, wobei die beiden zurückstehenden Messarme mit einem handbetätigten Mechanismus gekoppelt sind, der es gestattet, diese beiden ersten Messarme nach dem Erfassen des Fadens durch den dritten Messarm zunächst in Richtung von deren Längsachsen zu verschieben, bis deren Frontabschnitte mindestens annä hernd mit demjenigen des dritten Messarms fluchten, und anschliessend die beiden ersten Messarme gegen den dritten Mess-arm zu bewegen, derart, dass die beiden ersten Messarme den Faden beidseits des dritten Mess-arms erfassen und der Faden den dritten Messarm teilweise umschlingt. Zur Betätigung des handbetätigten Mechanismus wird beispielsweise ein aus dem Gehäuse ragender Druckknopf gedrückt.
Der erfasste, den dritten Messarm teilweise umschlingende Faden übt auf diesen eine von der Fadenspannung abhängige Kraft aus, was zu einer geringen Verstellung des dritten Messarms führt. Diese Verstellung wird beispielsweise elektrooptisch erfasst und in die Fadenspannung umgerechnet. Die berechnete Fadenspannung kann dann von der Anzeigeeinrichtung angezeigt werden.
Vorzugsweise sind Mittel vorhanden, die eine Berechnung der Fadengeschwindigkeit aus der Rotationsgeschwindigkeit des Messrads vornehmen können. Die Fadengeschwindigkeit kann dann bei entsprechender Einstellung der Anzeigeeinrichtung an dieser direkt abgelesen werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsvariante weist der Fadenspannungsmesser Mittel zur Erzeugung eines Start- und eines Stoppsignals und Mittel zur Berechnung der Länge des zwischen dem Start- und dem Stoppsignal über das Messrad laufenden Fadens auf. Damit kann beispielsweise bei einer Rund- oder Flachstrickmaschine die Fadeneinlauflänge ermittelt werden.
Im Folgenden wird der erfindungsgemässe Fadenspannungsmesser unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand eines Ausführungsbeispiels detaillierter beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels des erfindungsgemässen Fadenspannungsmessers; Fig. 2 eine Draufsicht auf den Fadenspannungsmesser von Fig. 1; Fig. 3 eine Ansicht von vorne des Fadenspannungsmessers von Fig. 1; Fig. 4 ein mit dem Gehäuse des Fadenspannungsmessers verbundenes Mittel zur Erzeugung eines Start- und eines Stoppsignals; Fig. 5 einen Teil eines Messarms mit einem Messrad und einem Sensor zur Ermittlung der Rotationsgeschwindigkeit des Messrads, wobei eine Wand des Sensors weggelassen ist; Fig. 6 bis 8 schematisch das Fassen eines Fadens durch den Fadenspannungsmesser der Fig. 1 bis 5.
Der in den Fig. 1 und 2 von der Seite und von oben dargestellte erfindungsgemässe Fadenspannungsmesser umfasst ein Gehäuse, das aus zwei Teilen 11 und 12 besteht, die gegeneinander verdrehbar sind. Dies ermöglicht es, eine im Ge häuseteil 12 angeordnete Anzeigeeinrichtung 7 jeweils in eine zur Ablesung geeignete Stellung zu drehen. Eine vorteilhafte zweiteilige Ausbildung des Gehäuses ist beispielsweise in der CH-A-662 182 im Detail beschrieben.
Aus dem Gehäuseteil 11 heraus erstrecken sich drei parallele Messarme 2, 3 und 4, die jeweils ein Rohr 21, 31 bzw. 41 umfassen, an derem äusseren Ende je ein Messrad 22, 32 bzw. 42 drehbar montiert ist, auf denen ein erfasster Faden 1 aufliegt, wie in Fig. 8 ersichtlich. Die Messräder 22 und 42 sind mit relativ breiten, flachen Nuten versehen, in denen der Faden 1 zu liegen kommt, während das Messrad 32 eine im Schnitt v-förmige, den Faden 1 zentrierende Führungsnut aufweist.
Um das Erfassen des Fadens 1, beispielsweise auf einer laufenden Rundstrickmaschine, auch an relativ unzugänglicher Stelle mit Sicherheit zu ermöglichen, stehen gemäss Fig. 6 die Messräder 22, 42 der Messarme 2, 4 in der Ausgangsstellung (voll ausgezeichnete Lage) um das Mass a hinter dem Messrad 32 des Messarms 3 zurück. In dieser Stellung kann die Führungsnut des Messrads 32 leicht an den sich in Fadenlängsrichtung vorwärts bewegenden Faden 1 angelegt werden.
Anschliessend werden die beiden Messarme 2, 4 zunächst in Richtung der Pfeile A, d.h. in Längsrichtung der Messarme 2, 4 verschoben, bis deren Messräder 22, 42 mit dem Messrad 32 zumindest annähernd fluchten (in Fig. 6 gestrichelt gezeichnete Lage), worauf eine weitere Bewegung der Messarme 2, 4 in Richtung der Pfeile B in Fig. 7 erfolgt, sodass der Faden 1 sicher in den Nuten der Messräder 22, 32, 42 zu liegen kommt, wie in Fig. 8 dargestellt. Die Verstellung der Messarme 2, 4 erfolgt über einen herkömmlichen handbetätigten Mechanismus, zu dessen Betätigung ein aus dem Gehäuseteil 11 ragender Druckknopf 6 gedrückt werden muss.
Zur Messung der Fadenspannung wird die Tatsache ausgenützt, dass der Faden 1 derart auf den Messarm 3 wirkt, dass dieser ausgelenkt wird. Die Auslenkung wird im Innern des Gehäuseteils 11 mittels einer Messeinrichtung beispielsweise auf elektrooptische Weise mit Fotodioden gemessen und in die entsprechende Fadenspannung umgerechnet und diese schliesslich von der Anzeigeeinrichtung 7 angezeigt.
Die Rotationsgeschwindigkeit des Messrads 22 kann bei Bedarf mittels eines Sensors 5 gemessen werden, der auf dem Rohr 21 des Messarms 2 fest montiert ist. Das in den Sensor 5 hineinragende Messrad 22 umfasst Markierungen, z.B. blankpolierte und/oder schwarz mattierte Flächen, die vom Sensor 5, beispielsweise einem Infrarotsensor, während des Rotierens des Messrads 22 erfasst werden. Dabei erzeugt der Sensor 5 bei jeder erfassten Markierung einen Impuls, der über eine der Leitungen 51 (siehe Fig. 5), die im Innern des Rohres 21 in das Gehäuseteil 11 hinein zu Mitteln zur Berechnung der Fadengeschwindigkeit aus der Rotationsgeschwindigkeit des Messrads 22 verlaufen, gelangt. Mit diesen Mitteln kann die Fadengeschwindigkeit berechnet und schliesslich von der Anzeigeeinrichtung 7 angezeigt werden.
Zum Umschalten von der Fadenspannungsmessung und -anzeige zur Messung und Anzeige der Fadengeschwindigkeit dient ein Funktionswahlschalter 9 in Form eines oben aus dem Gehäuseteil 11 ragenden Drehschalters. Mit diesem Funktionswahl-Schalter 9 sind ausserdem noch verschiedene Arten von Fadenlängenmessungen einstellbar, die ausgehend von der Fadengeschwindigkeitsmessung auf der Definition eines Start- und eines Stoppsignals beruhen. Mit Mitteln zur Berechnung der Länge des zwischen dem Start- und dem Stoppsignal über das Messrad 22 laufenden Fadens 1 aus der gemessenen Fadengeschwindigkeit kann dann die gesuchte Fadenlänge, beispielsweise die Fadeneinlauflänge einer Rund- oder Flachstrickmaschine, berechnet werden. Alternativ kann die gesuchte Fadenlänge auch direkt aus der Anzahl Umdrehungen des Messrads 22 zwischen dem Start- und dem Stopp-signal berechnet werden.
Bei dem insbesondere in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel werden das Start- und das Stopp-signal durch Mittel 8 zur Erzeugung eines Start- und eines Stoppsignals erzeugt, die ein Auslöseelement 81 in Form eines Magneten und einen Näherungsschalter 82 umfassen, der einen Impuls generiert, wenn das Auslöseelement 81 vor ihm passiert. Das Auslöseelement 81 wird beispielsweise an einem rotierenden Maschinenteil, z.B. einer Rund- oder Flachstrickmaschine, befestigt, und der Näherungsschalter 82 wird derart angeordnet, dass das Auslöseelement 81 periodisch vor ihm passiert. Der beim Passieren des Auslöseelements 81 im Näherungsschalter 82 generierte Impuls gelangt über ein Kabel 83 zu im Innern des Gehäuseteils 11 angeordneten Mitteln, die über den Funktionswahlschalter 9 einstellbar jeweils nach einem Impuls oder mehreren, vorzugsweise 10 oder 100 Impulsen (bzw.
Umdrehungen des Maschinenteils) abwechslungsweise ein Start- und ein Stoppsignal erzeugen.
Das Kabel 83 ist mittels eines in eine am Gehäuseteil 11 angeordnete Steckdose 85 gesteckten Steckers 84 abnehmbar mit diesen Start- und Stoppsignalerzeugungsmitteln verbunden. Bei abgenommenem Kabel 83 und Stecker 84 kann die Steckdose 85 mittels eines schwenkbar montierten Deckels 86 zur Vermeidung einer unnötigen Verschmutzung verschlossen werden.
Der dargestellte Fadenspannungsmesser umfasst ausserdem einen Drehknopf 71 zur Nullabgleichung der Anzeigeeinrichtung 7 und einen Kipphebel 72, mit dem eine Dämpfung der Anzeige eingeschaltet werden kann, sodass insbesondere bei Vibrationen weniger grosse Ausschläge auftreten. Die Dämpfung kann beispielsweise durch Mitteln einer Mehrzahl an Messungen erfolgen.
Zu dem vorbeschriebenen Fadenspannungsmesser sind weitere konstruktive Variationen realisierbar. Hier ausdrücklich erwähnt sei noch, dass das Gehäuse 11, 12 selbstverständlich auch einstückig ausgebildet sein könnte.
The present invention relates to a thread tension meter as defined in the preamble of independent claim 1.
In the context of this patent application, the term "thread" encompasses all types of textile fibers, threads and yarns, twine, etc., as well as thread or wire and thin thread-like strips made of other material, such as e.g. Metal or plastic.
In the manufacture and processing of threads, the continuous control of the tensile stress is of great importance. In order to avoid goods errors, which are often due to overstretching or different thread tension, the thread tension is therefore measured and evaluated during operation using special thread tension meters developed for this purpose.
For the sake of order, it should be pointed out that the term "thread tension meter" introduced in technology and industry is used in the present context, although it is clear to the person skilled in the art that this device cannot measure the thread tension directly but a tensile force in grams. The tensile stress related to the cross-section (in N / mm <2>) can, however, be easily determined from this tensile force and the thread cross-section.
For example from CH-A-600 015 is a thread tension meter with a housing, three measuring arms projecting therefrom, which are adjustable in such a way that a thread to be measured can be grasped with them, a measuring device for determining the thread tension and a display device for displaying the measured values known. This thread tension meter has proven itself in practice for pure thread tension measurement.
In addition to measuring the thread tension, for example in the case of circular or flat knitting machines, the aim is to measure further parameters of a thread moving in the longitudinal direction of the thread. The thread speed and the thread inlet length are of particular interest.
The invention is therefore based on the object of providing a thread tension meter of the type mentioned at the outset with which, in addition to the thread tension, at least one further parameter of a thread moving in the longitudinal direction of the thread can be measured. Preferably, the thread tension and / or the thread inlet length should also be determinable with the thread tension meter.
This object is achieved by the thread tension meter according to the invention as defined in independent claim 1. Preferred design variants result from the dependent patent claims. An inventive use of the thread tension meter is defined in claim 10.
The essence of the invention is that in a thread tension meter with a housing and three measuring arms protruding therefrom, one of the measuring arms has a measuring wheel which is rotated by a detected thread moving in the longitudinal direction of the thread, and a sensor for determining the rotational speed of the Measuring wheel is provided. The measuring arms are adjustable in such a way that the thread to be measured can be grasped with them. The thread tension meter also comprises a measuring device for determining the thread tension and a display device for displaying the measured values.
By determining the rotational speed of the measuring wheel by means of the sensor, a variable is determined which is a measure of the speed of the thread driving the measuring wheel.
The thread tension can be determined in a conventional manner, as described in detail in CH-A-600 015, for example. In particular with regard to the measuring arms, the measuring device for determining the thread tension and the display device for displaying the measured values and their mode of operation, reference is therefore made to CH-A-600 015, which is hereby expressly incorporated into the present description.
Advantageously, two of the measuring arms are in the initial position before the detection of a thread with their front sections behind that of the third measuring arm, the two measuring arms behind being coupled to a manually operated mechanism which allows these first two measuring arms to be taken through after the thread has been detected first move the third measuring arm in the direction of its longitudinal axes until its front sections are at least approximately aligned with that of the third measuring arm, and then move the first two measuring arms against the third measuring arm such that the first two measuring arms thread the thread on both sides of the third measuring arm and the thread partially wraps around the third measuring arm. To actuate the manually operated mechanism, for example, a push button protruding from the housing is pressed.
The detected thread, which partially wraps around the third measuring arm, exerts a force dependent thereon on the thread tension, which leads to a slight adjustment of the third measuring arm. This adjustment is recorded, for example, electro-optically and converted into the thread tension. The calculated thread tension can then be displayed by the display device.
Means are preferably available which can calculate the thread speed from the rotational speed of the measuring wheel. The thread speed can then be read directly on the display device if it is set accordingly.
In a preferred embodiment variant, the thread tension meter has means for generating a start and a stop signal and means for calculating the length of the thread running between the start and the stop signal via the measuring wheel. In this way, for example in a circular or flat knitting machine, the thread inlet length can be determined.
The thread tension meter according to the invention is described in more detail below with reference to the accompanying drawings using an exemplary embodiment. 1 shows a side view of an exemplary embodiment of the thread tension meter according to the invention; Fig. 2 is a plan view of the thread tension meter of Fig. 1; Fig. 3 is a front view of the thread tension meter of Fig. 1; 4 shows a means connected to the housing of the thread tension meter for generating a start and a stop signal; 5 shows a part of a measuring arm with a measuring wheel and a sensor for determining the rotational speed of the measuring wheel, one wall of the sensor being omitted; 6 to 8 schematically the grasping of a thread by the thread tension meter of FIGS. 1 to 5.
The thread tension meter according to the invention shown in FIGS. 1 and 2 from the side and from above comprises a housing which consists of two parts 11 and 12 which are rotatable relative to one another. This makes it possible to rotate a display device 7 arranged in the housing part 12 into a position suitable for reading. An advantageous two-part design of the housing is described in detail, for example, in CH-A-662 182.
From the housing part 11 extend three parallel measuring arms 2, 3 and 4, each comprising a tube 21, 31 and 41, on the outer end of which a measuring wheel 22, 32 and 42 is rotatably mounted, on which a detected thread 1 rests, as can be seen in FIG. 8. The measuring wheels 22 and 42 are provided with relatively wide, flat grooves in which the thread 1 comes to rest, while the measuring wheel 32 has a guide groove which is V-shaped in section and centering the thread 1.
In order to enable the thread 1 to be grasped with certainty, for example on a running circular knitting machine, even at a relatively inaccessible point, the measuring wheels 22, 42 of the measuring arms 2, 4 are in the starting position (fully excellent position) by the dimension a behind the measuring wheel 32 of the measuring arm 3. In this position, the guide groove of the measuring wheel 32 can easily be placed against the thread 1 moving forward in the longitudinal direction of the thread.
Then the two measuring arms 2, 4 are first moved in the direction of arrows A, i.e. moved in the longitudinal direction of the measuring arms 2, 4 until their measuring wheels 22, 42 are at least approximately aligned with the measuring wheel 32 (position shown in broken lines in FIG. 6), whereupon a further movement of the measuring arms 2, 4 in the direction of the arrows B in FIG. 7 takes place so that the thread 1 comes to rest securely in the grooves of the measuring wheels 22, 32, 42, as shown in FIG. 8. The measuring arms 2, 4 are adjusted by means of a conventional manually operated mechanism, for actuation of which a push button 6 protruding from the housing part 11 must be pressed.
To measure the thread tension, the fact is used that the thread 1 acts on the measuring arm 3 in such a way that it is deflected. The deflection is measured inside the housing part 11 by means of a measuring device, for example in an electro-optical manner with photodiodes, and converted into the corresponding thread tension and this is finally displayed by the display device 7.
The speed of rotation of the measuring wheel 22 can, if necessary, be measured by means of a sensor 5 which is fixedly mounted on the tube 21 of the measuring arm 2. The measuring wheel 22 protruding into the sensor 5 comprises markings, e.g. Brightly polished and / or matt black surfaces, which are detected by the sensor 5, for example an infrared sensor, while the measuring wheel 22 is rotating. In this case, the sensor 5 generates a pulse for each detected marking, which runs via one of the lines 51 (see FIG. 5), which run inside the tube 21 into the housing part 11 to provide means for calculating the thread speed from the rotational speed of the measuring wheel 22. arrives. With these means, the thread speed can be calculated and finally displayed by the display device 7.
A function selection switch 9 in the form of a rotary switch protruding from the top of the housing part 11 is used to switch from the thread tension measurement and display to the measurement and display of the thread speed. With this function selection switch 9, different types of thread length measurements can also be set, which are based on the thread speed measurement on the definition of a start and a stop signal. With means for calculating the length of the thread 1 running between the start and the stop signal via the measuring wheel 22 from the measured thread speed, the thread length sought, for example the thread inlet length of a circular or flat knitting machine, can then be calculated. Alternatively, the thread length sought can also be calculated directly from the number of revolutions of the measuring wheel 22 between the start and the stop signal.
5, the start and the stop signal are generated by means 8 for generating a start and a stop signal, which comprise a trigger element 81 in the form of a magnet and a proximity switch 82 which generates a pulse, when the trigger element 81 passes in front of it. The trigger element 81 is, for example, on a rotating machine part, e.g. a circular or flat knitting machine, and the proximity switch 82 is arranged such that the trigger element 81 periodically passes in front of it. The pulse generated when passing the trigger element 81 in the proximity switch 82 passes via a cable 83 to means arranged in the interior of the housing part 11, which can be set via the function selector switch 9 in each case after one pulse or several, preferably 10 or 100 pulses (or
Revolutions of the machine part) alternately generate a start and a stop signal.
The cable 83 is removably connected to these start and stop signal generating means by means of a plug 84 plugged into a socket 85 arranged on the housing part 11. With the cable 83 and the plug 84 removed, the socket 85 can be closed by means of a pivotably mounted cover 86 in order to avoid unnecessary contamination.
The thread tension meter shown also comprises a rotary knob 71 for zeroing the display device 7 and a rocker arm 72, with which damping of the display can be switched on, so that, in particular in the case of vibrations, less large deflections occur. The damping can take place, for example, by averaging a plurality of measurements.
Further design variations can be implemented for the thread tension meter described above. It is expressly mentioned here that the housing 11, 12 could of course also be formed in one piece.