CH701226A1

CH701226A1 - Device for measuring mass of fiber band that is moved by e.g. drawing frame, in spinning outwork, has measuring body co-acting with scanning element and distanced from scanning element for measuring of pressure

Info

Publication number: CH701226A1
Application number: CH00868/09A
Authority: CH
Inventors: Francois Baechler
Original assignee: Uster Technologies Ag
Priority date: 2009-06-04
Filing date: 2009-06-04
Publication date: 2010-12-15
Also published as: CN101906684A; CN101906684B

Abstract

The device has a compression body i.e. band cone, compressing a fiber band. A sensor part (13) is arranged at a measuring channel for measuring of pressure that is exerted by the fiber band in the channel. The sensor part comprises a scanning element (5) for recording of the pressure, and a measuring body i.e. measuring spring (6), that co-acts with the scanning element. The measuring spring is distanced from the scanning element for measuring of the pressure. A universal serial busstandard socket is provided on a conductor board (7). An independent claim is also included for a method for measuring mass of the moved fiber band.

Description

FACHGEBIETAREA OF EXPERTISE

[0001] Die vorliegende Erfindung liegt auf dem Gebiet der Spinnereivorbereitung. Sie betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Messung der Masse eines bewegten Faserbandes, gemäss den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche. The present invention is in the field of spinning preparation. It relates to a device and a method for measuring the mass of a moving sliver, according to the preambles of the independent claims.

STAND DER TECHNIKSTATE OF THE ART

[0002] Im Spinnereivorwerk werden Baumwollfasern aufgelöst, gereinigt und zu einem Vlies gemischt. In der Karde wird das Vlies in ein zusammenhängendes Faserband umgeformt. Im Streckwerk werden zur Vergleichmässigung von noch vorhandenen Ungleichmässigkeiten mehrere Faserbänder zusammengeführt (doubliert) und das resultierende Faserband wieder verstreckt. In einem Kämmprozess kann die Bandqualität zusätzlich verbessert werden. Es ist vorteilhaft und üblich, die Masse des Faserbandes zu messen. Das Messsignal wird zur Berechnung von Qualitätsmerkmalen des Faserbandes wie Bandnummer, Bandnummervariationen, Massenungleichmässigkeiten, Spektrogrammen, kurzen Dickstellen etc. ausgewertet. Die am häufigsten verwendeten Vorrichtungen zur Messung der Masse oder der Dicke des Faserbandes basieren entweder auf dem «Tongue-and-groove»-Prinzip oder auf einem Messtrichter. In Spinnereivorwerk cotton fibers are dissolved, cleaned and mixed to form a web. In the card, the fleece is transformed into a coherent sliver. In the drafting system, several slivers are brought together (doubled) and the resulting sliver is stretched again in order to even out any unevenness that is still present. In a combing process, the strip quality can be further improved. It is advantageous and customary to measure the mass of the sliver. The measurement signal is evaluated to calculate quality characteristics of the sliver, such as band number, band number variations, mass irregularities, spectrograms, short thick points, etc. The most commonly used devices for measuring the mass or thickness of the sliver are either based on the "tongue-and-groove" principle or on a measuring funnel.

[0003] Beim «Tongue-and-groove»-Prinzip wird das Faserband zwischen zwei Rollen geführt, deren Achsen zueinander parallel, aber beweglich sind. Die eine Rolle weist entlang ihrem Umfang eine Rille auf, in welche die andere Rolle eingreift, wenn kein Faserband vorhanden ist. Das Faserband wird zwischen den beiden Rollen geführt. Dickenänderungen des Faserbandes führen zu Änderungen der Entfernung zwischen den beiden Rollenachsen, die gemessen werden können. Die US-4,232,447 A zeigt ein Beispiel für eine solche Vorrichtung. In the "tongue-and-groove" principle, the sliver is guided between two rollers whose axes are parallel to one another but movable. The one roll has along its circumference a groove into which the other roll engages when no sliver is present. The sliver is guided between the two rollers. Thickness variations of the sliver result in changes in the distance between the two roller axes that can be measured. US-4,232,447 A shows an example of such a device.

[0004] Bei der zweiten Art von gattungsgemässen Vorrichtungen wird das Faserband in einem sich in Laufrichtung des Faserbandes verjüngenden Messtrichter verdichtet und durch einen am Messtrichter angeordneten Messkanal geführt. Da der Messkanal ein konstantes Volumen pro Längeneinheit vorgibt, hängt der Druck, den das Faserband auf die Messkanalwand ausübt, von der Dicke oder der Masse pro Längeneinheit des Faserbandes ab. Dieser Druck wird mit einem Druck- oder Kraftsensor gemessen. Eine Vorrichtung mit einem Messtrichter ist in der US-4,864,853 A offenbart. Der Drucksensor ist gemäss jener Schrift als Messbalken einer Blattfeder ausgebildet. Der Messbalken steht über ein Druckplättchen in Kontakt mit dem Faserband, so dass er je nach Dicke des Faserbandes mehr oder weniger durchgebogen wird. Die Durchbiegung wird mittels vier am Messbalken applizierten Dehnungsmessstreifen in ein elektrisches Signal umgewandelt. Ein anderer Teil der Blattfeder ist zwischen zwei Teilen des Messtrichters eingeklemmt. Die Vorrichtung gemäss der US-4,864,853 A hat verschiedene Nachteile. Durch Reibung des Faserbandes am Druckplättchen entsteht Reibungswärme, die vom Messbalken aufgenommen und über diesen abgeführt wird. Die sich daraus ergebenden Temperaturschwankungen im Messbalken beeinflussen nachteilig die Genauigkeit und Reproduzierbarkeit des Messsignals. Die die US-4,864,853 A schlägt vor, einen Temperaturfühler auf dem Messbalken anzubringen und mit seinem Signal die Temperaturschwankungen zu kompensieren, was jedoch eine teure und umständliche Behelfslösung ist. Wenn das Druckplättchen durch Abrieb abgenutzt oder beschädigt ist, muss der Messbalken ausgewechselt werden, was wiederum hohe Kosten verursacht und die Reproduzierbarkeit der Messresultate beeinträchtigt. Ausserdem führt die klemmende Halterung der Blattfeder zu unerwünschten, schlecht kontrollierbaren mechanischen Spannungen im Messbalken. In the second type of generic devices, the sliver is compressed in a tapered in the running direction of the sliver measuring funnel and passed through a measuring funnel arranged on the measuring channel. Since the measuring channel defines a constant volume per unit length, the pressure which the sliver exerts on the measuring channel wall depends on the thickness or the mass per unit length of the sliver. This pressure is measured with a pressure or force sensor. A device with a measuring funnel is disclosed in US 4,864,853 A. The pressure sensor is designed according to that document as a measuring beam of a leaf spring. The measuring beam is in contact with the sliver via a pressure plate, so that it is deflected more or less depending on the thickness of the sliver. The deflection is converted into an electrical signal by means of four strain gauges applied to the measuring beam. Another part of the leaf spring is clamped between two parts of the measuring funnel. The device according to US-4,864,853 A has several disadvantages. Friction of the sliver on the pressure plate produces frictional heat, which is absorbed by the measuring beam and dissipated via it. The resulting temperature fluctuations in the measuring beam adversely affect the accuracy and reproducibility of the measurement signal. US 4,864,853 A proposes to install a temperature sensor on the measuring beam and to compensate for the temperature fluctuations with its signal, which is however an expensive and cumbersome workaround solution. If the printing plate is worn or damaged by abrasion, the measuring beam must be replaced, which in turn causes high costs and affects the reproducibility of the measurement results. In addition, the clamping holder of the leaf spring leads to undesirable, difficult to control mechanical stresses in the measuring beam.

DARSTELLUNG DER ERFINDUNGPRESENTATION OF THE INVENTION

[0005] Es ist deshalb eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Vorrichtung und das Verfahren gemäss der US-4,864,853 A so weiter zu entwickeln, dass die obigen Nachteile zumindest teilweise beseitigt werden. Insbesondere sollen die Vorrichtung und das Verfahren ein stabiles Kurz- und Langzeitverhalten sowie eine gute Reproduzierbarkeit der Messresultate aufweisen. Unterhalt und Reparaturen der Vorrichtung sollen einfach und kostengünstig sein. It is therefore an object of the present invention to further develop the apparatus and method according to US-4,864,853 A so that the above disadvantages are at least partially eliminated. In particular, the device and the method should have a stable short and long-term behavior and a good reproducibility of the measurement results. Maintenance and repairs of the device should be simple and inexpensive.

[0006] Diese und andere Aufgaben werden durch die erfindungsgemässe Vorrichtung und das erfindungsgemässe Verfahren, wie sie in den unabhängigen Patentansprüchen definiert sind, gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben. These and other objects are achieved by the device according to the invention and the method according to the invention, as defined in the independent patent claims. Advantageous embodiments are given in the dependent claims.

[0007] Die Erfindung basiert auf der Idee, das in direktem Kontakt mit dem Faserband stehende Tastelement vom eigentlichen Messorgan, welches das mechanische Eingangssignal in ein elektrisches Ausgangssignal umwandelt, örtlich zu trennen, d. h. voneinander zu beabstanden. Das Faserband und das Messorgan sind also - im Gegensatz zum Stand der Technik - nicht mehr in direktem mechanischem Kontakt. Eine solche örtliche Trennung schützt das Messorgan vor mechanischen Beschädigungen, Temperaturschwankungen und Verschmutzung. The invention is based on the idea of spatially separating the probe element in direct contact with the sliver from the actual measuring element, which converts the mechanical input signal into an electrical output signal, d. H. spaced from each other. The sliver and the measuring element are therefore - in contrast to the prior art - no longer in direct mechanical contact. Such a local separation protects the measuring element against mechanical damage, temperature fluctuations and contamination.

[0008] Dementsprechend beinhaltet die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Messung der Masse eines bewegten Faserbandes ein das Faserband verdichtendes Verdichtungsorgan, einen am Verdichtungsorgan angeordneten Messkanal zur Aufnahme des verdichteten Faserbandes und eine am Messkanal angeordnete Messeinrichtung zur Messung des durch das Faserband im Messkanal ausgeübten Drucks. Die Messeinrichtung beinhaltet ein Tastelement zur Aufnahme des durch das Faserband im Messkanal ausgeübten Drucks und ein mit dem Tastelement wirkverbundenes, aber von ihm beabstandetes Messorgan zur Messung des Drucks. Accordingly, the inventive device for measuring the mass of a moving sliver includes a compacting the sliver compacting member, arranged on the compacting member measuring channel for receiving the compacted sliver and a measuring channel arranged on the measuring device for measuring the pressure exerted by the sliver in the measuring channel pressure. The measuring device includes a probe element for receiving the pressure exerted by the sliver in the measuring channel pressure and a functionally connected to the probe element, but spaced from him measuring device for measuring the pressure.

[0009] Eine Wirkverbindung und/oder Beabstandung zwischen dem Tastelement und dem Messorgan sollte einen hohen Wärmewiderstand aufweisen, um die beiden Elemente thermisch möglichst gut voneinander abzukoppeln. Ein hoher Wärmewiderstand kann durch kleine Kontaktflächen, kleine Querschnitte der beteiligten Elemente und/oder den Einsatz wärmeisolierender Materialien erzielt werden. Es ist von Vorteil, wenn das Messorgan gegenüber dem Messkanal abgedichtet ist, um eine Verschmutzung des Messorgans zu vermeiden. Durch eine geeignete Dichtung kann das Messorgan und eine in seiner Nähe befindliche elektronische Schaltung praktisch eingekapselt und so geschützt werden. An operative connection and / or spacing between the probe element and the measuring element should have a high thermal resistance in order to thermally decouple the two elements from each other as well as possible. A high thermal resistance can be achieved by small contact surfaces, small cross-sections of the elements involved and / or the use of heat-insulating materials. It is advantageous if the measuring element is sealed off from the measuring channel in order to avoid contamination of the measuring element. By a suitable seal, the measuring device and an electronic circuit located in its vicinity can be practically encapsulated and thus protected.

[0010] In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Messorgan als mit mindestens einem Dehnungsmessstreifen ausgestattete Messfeder ausgebildet. Die Messfeder kann insbesondere mit vier Dehnungsmessstreifen ausgestattet sein, von denen bei Beaufschlagung der Messfeder mit einer Kraft zwei gestaucht und zwei andere gedehnt werden. Der mindestens eine Dehnungsmessstreifen ist vorzugsweise in einer elektrischen Messbrücke eingebaut. Die Messfeder kann zumindest mechanisch so gestaltet sein, dass sie zwei senkrecht zueinander stehende Symmetrieachsen aufweist. Durch eine hohe Symmetrie der Messfeder wird ein Einfluss von Temperaturschwankungen auf die Messfeder gegenüber dem Stand der Technik stark reduziert. In a preferred embodiment, the measuring element is designed as a measuring spring equipped with at least one strain gauge. The measuring spring can in particular be equipped with four strain gauges, of which two are compressed and two others are stretched when the measuring spring is acted upon with one force. The at least one strain gauge is preferably installed in an electrical measuring bridge. The measuring spring can be designed at least mechanically so that it has two mutually perpendicular symmetry axes. High symmetry of the measuring spring greatly reduces the influence of temperature fluctuations on the measuring spring compared to the prior art.

[0011] Eine weitere Verminderung des Einflusses von Temperaturschwankungen ergibt sich aus einer schwimmenden Lagerung des Messorgans. Eine solche schwimmende Lagerung oder Aufhängung hat zudem den Vorteil, dass mechanischen Spannungen im Messorgan vermieden werden. A further reduction of the influence of temperature fluctuations results from a floating mounting of the measuring element. Such a floating mounting or suspension also has the advantage that mechanical stresses are avoided in the measuring device.

[0012] Es ist vorteilhaft, wenn die erfindungsgemässe Vorrichtung einen in der Nähe des Messorgans angebrachten Verstärker zur Kleinsignalverstärkung eines elektrischen Ausgangssignals des Messorgans beinhaltet. So wird die vermieden, dass von langen Leitungen aufgenommene elektromagnetische Störsignale zusammen mit dem Messsignal verstärkt werden und dieses verfälschen oder überdecken. Eine Integration von Messorgan und Verstärker ergibt daher eine gute Störisolation gegenüber elektromagnetischen Störsignalen. It is advantageous if the inventive device includes a mounted near the measuring device amplifier for small signal amplification of an electrical output signal of the measuring element. This avoids the fact that electromagnetic interference signals recorded by long lines are amplified together with the measuring signal and distort or mask it. An integration of measuring element and amplifier therefore provides a good interference isolation against electromagnetic interference signals.

[0013] Die erfindungsgemässe Vorrichtung kann auf Textilmaschinen wie Karde, Strecke und Kämmmaschine im Spinnereivorwerk eingesetzt werden. Das Ausgangssignal des Messorgans ist ein Mass für die Masse pro Längeneinheit des Faserbandes. Es kann für die Auswertung von Qualitätsmerkmalen des Faserbandes wie Bandnummer, Bandnummervariationen, Massenungleichmässigkeiten, Spektrogrammen, kurzen Dickstellen etc. ausgewertet werden. Das Messsignal kann auch für die Regelung der Bandmasse auf einen Sollwert in einem offenen oder geschlossenen Regelkreis verwendet werden. The inventive device can be used on textile machines such as cards, track and comber in Spinnereivorwerk. The output signal of the measuring element is a measure of the mass per unit length of the sliver. It can be evaluated for the evaluation of quality features of the sliver such as band number, band number variations, mass irregularities, spectrograms, short thick points, etc. The measurement signal can also be used to control the band mass to a set value in an open or closed loop.

[0014] Im erfindungsgemässen Verfahren zur Messung der Masse eines bewegten Faserbandes wird das Faserband verdichtet und durch einen Messkanal geführt und der durch das Faserband im Messkanal ausgeübte Druck gemessen. Der durch das Faserband im Messkanal ausgeübte Druck wird von einem Tastelement (5) aufgenommen, der Druck oder eine dem Druck entsprechende Kraft wird vom Tastelement zu einem mit dem Tastelement wirkverbundenen, aber von ihm beabstandeten Messorgan übertragen und der Druck oder eine dem Druck entsprechende Kraft wird vom Messorgan gemessen. In the inventive method for measuring the mass of a moving sliver, the sliver is compacted and passed through a measuring channel and measured the pressure exerted by the sliver in the measuring channel pressure. The pressure exerted by the sliver in the measuring channel pressure is absorbed by a probe element (5), the pressure or a pressure corresponding force is transmitted from the probe to a sensing element operatively connected to, but spaced from him measuring member and the pressure or a pressure corresponding force is measured by the measuring device.

[0015] Die erfindungsgemässe Vorrichtung weist, unter anderen, die folgenden Vorteile auf: <tb>•<sep>sehr gute Temperaturstabilität ohne zusätzlichen Temperaturfühler <tb>•<sep>sehr stabiles Kurz- und Langzeitverhalten <tb>•<sep>hohe Robustheit, Schutz gegen Beschädigung <tb>•<sep>keine Anschlüsse für Kühlung oder Reinigung durch Pressluft nötig <tb>•<sep>hoher Frequenzgang und hohe Dynamik des Messsignals <tb>•<sep>Messung von sehr kurzen Bandmassenvariationen möglich <tb>•<sep>praktisch weglose Messung, keine beweglichen Teile <tb>•<sep>einfacher Aufbau <tb>•<sep>kostengünstige Herstellung und Unterhalt <tb>•<sep>sehr gute Linearität zwischen Druck und Ausgangssignal <tb>•<sep>beliebig hohe Signalauflösung.The device according to the invention has, among others, the following advantages: <tb> • <sep> very good temperature stability without additional temperature sensor <tb> • <sep> very stable short and long-term behavior <tb> • <sep> high robustness, protection against damage <tb> • <sep> No connections required for cooling or cleaning by compressed air <tb> • <sep> High frequency response and high dynamics of the measurement signal <tb> • <sep> Measurement of very short tape mass variations possible <tb> • <sep> virtually trackless measurement, no moving parts <tb> • <sep> simple setup <tb> • <sep> cost-effective production and maintenance <tb> • <sep> very good linearity between pressure and output signal <tb> • <sep> arbitrarily high signal resolution.

AUFZÄHLUNG DER ZEICHNUNGENTITLE OF DRAWINGS

[0016] Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. <tb>Fig. 1<sep>zeigt die erfindungsgemässe Vorrichtung in einem Längsschnitt. <tb>Fig. 2<sep>zeigt den Sensorteil der erfindungsgemässen Vorrichtung (a) in einer Ansicht von vorn, (b) in einer Seitenansicht und (c) in einer Draufsicht. <tb>Fig. 3<sep>zeigt Explosionszeichnung des Sensorteils. <tb>Fig. 4<sep>zeigt Elemente des Sensorteils in einer Ansicht von vorn. <tb>Fig. 5<sep>zeigt eine durchgebogene Messfeder aus der erfindungsgemässen Vorrichtung in einer schematischen Seitenansicht. <tb>Fig. 6<sep>zeigt die Messfeder in einer Draufsicht. <tb>Fig. 7<sep>zeigt ein elektrisches Schaltschema einer Brückenschaltung zur Auswertung der Sensorsignale. <tb>Fig. 8<sep>zeigt schematisch eine Kennlinie der erfindungsgemässen Vorrichtung.Hereinafter, a preferred embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to drawings. <Tb> FIG. 1 <sep> shows the device according to the invention in a longitudinal section. <Tb> FIG. 2 <sep> shows the sensor part of the device (a) according to the invention in a view from the front, (b) in a side view and (c) in a plan view. <Tb> FIG. 3 <sep> shows exploded view of the sensor part. <Tb> FIG. 4 <sep> shows elements of the sensor part in a front view. <Tb> FIG. 5 <sep> shows a bent measuring spring from the device according to the invention in a schematic side view. <Tb> FIG. 6 <sep> shows the measuring spring in a plan view. <Tb> FIG. 7 shows an electrical circuit diagram of a bridge circuit for evaluating the sensor signals. <Tb> FIG. 8 <sep> schematically shows a characteristic of the device according to the invention.

AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNGEMBODIMENT OF THE INVENTION

[0017] Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vorrichtung 1 zur Messung der Masse eines Faserbandes 10. Die Vorrichtung 1 weist einen Bandtrichter 11, ein Bandverdichtungsteil 12 und einen Sensorteil 13 auf. Das Faserband 10 bewegt sich entlang seiner Längsachse in einer durch die Pfeile 101 angedeutete Richtung. Nach dem Eintritt in die Vorrichtung 1 wird es im Bandtrichter 11 verdichtet und durchläuft einen zwischen dem Bandverdichtungsteil 12 und dem Sensorteil 13 liegenden, engen Messkanal 14. Der Sensorteil 13 beinhaltet eine Messeinrichtung zur Messung des durch das Faserband 10 im Messkanal 14 ausgeübten Drucks. Die in Fig. 1dargestellten Elemente der Vorrichtung 1 entsprechen im Wesentlichen denjenigen, die aus der US-4,864,853 A bekannt sind. Die nachfolgenden Figuren gehen detailliert auf den Sensorteil 13 ein, der sich grundlegend vom Stand der Technik unterscheidet. Fig. 1 shows an embodiment of an inventive device 1 for measuring the mass of a sliver 10. The device 1 has a belt hopper 11, a belt compression part 12 and a sensor part 13. The sliver 10 moves along its longitudinal axis in a direction indicated by the arrows 101 direction. After entering the device 1, it is compressed in the belt hopper 11 and passes through a lying between the belt compression part 12 and the sensor part 13, narrow measuring channel 14. The sensor part 13 includes a measuring device for measuring the force exerted by the sliver 10 in the measuring channel 14 pressure Elements of the device 1 shown in Fig. 1 are substantially the same as those known from US 4,864,853 A. The following figures go into detail on the sensor part 13, which differs fundamentally from the prior art.

[0018] In Fig. 2 sind drei verschiedene Ansichten des Sensorteils 13 dargestellt, wobei einige Elemente zumindest teilweise durchsichtig gezeichnet sind, um dahinter liegende Elemente auch sichtbar- werden zu lassen. Fig. 3 zeigt den Sensorteil 13 in einer Explosionszeichnung. Dem (in Fig. 2 und 3 nicht eingezeichneten) Faserband 10 zugewandt ist eine ebene Abdeckplatte 3. Zusammen mit einem Gehäuseunterteil 8 bildet die Abdeckplatte 3 ein Gehäuse des Sensorteils 13. Der Gehäuseunterteil 8 und die Abdeckplatte 3 werden von zwei Befestigungsschrauben 82 zusammengehalten. Durch beide Teile 3, 8 gehen zwei Bohrungen 83 für Schrauben, welche den Bandverdichtungsteil 12 mit am Bandtrichter 11 befestigen. Der Sensorteil 13 ist mittels einer weiteren Schraube 84 am Bandtrichter 11 befestigt. In Fig. 2, three different views of the sensor part 13 are shown, with some elements are drawn at least partially transparent, to make it visible behind elements. Fig. 3 shows the sensor part 13 in an exploded view. The flat (not shown in FIGS. 2 and 3) sliver 10 is a flat cover plate 3. Together with a lower housing part 8, the cover plate 3 forms a housing of the sensor part 13. The lower housing part 8 and the cover 3 are held together by two mounting screws 82. Through both parts 3, 8 go two holes 83 for screws, which fasten the belt compression part 12 with the band hopper 11. The sensor part 13 is fastened by means of a further screw 84 on the belt hopper 11.

[0019] In einer Öffnung 31 in der Abdeckplatte 3 ist ein dem Messkanal 14 zugewandtes, bspw. ovales Tastelement 5 eingelassen, welches den durch das Faserband 10 im Messkanal 14 ausgeübten Druck aufnimmt. Das Tastelement 5 ist aus einem möglichst abriebfesten Material gefertigt. Seine ebene, dem Faserband 10 zugewandte Oberfläche ist mit der Oberfläche der Abdeckplatte 3 bündig, so dass dem Faserband 10 möglichst keine Stufen im Wege stehen, die der Bewegung 101 des Faserbandes hinderlich wären und an denen Fasern hängen bleiben könnten. Die Öffnung 31 und das Tastelement 5 sind aufeinander so abgestimmt, dass der zwischen ihnen befindliche Spalt möglichst klein ist. Um die darunter liegenden Elemente des Sensorteils 13 vor Verschmutzung zu schützen, ist der Spalt vorzugsweise mit einem Dichtungselement 4 abgedichtet, das z. B. aus Silikon oder Kautschuk bestehen kann. Die Länge des Tastelementes 5 in Bewegungsrichtung 101 des Faserbandes 10 soll möglichst gering sein, z. B. 5 mm, um auch sehr kurze Bandmassenvariationen zu erfassen. In an opening 31 in the cover plate 3, a measuring channel 14 facing, for example. Oval probe element 5 is inserted, which receives the force exerted by the sliver 10 in the measuring channel 14 pressure. The probe element 5 is made of a wear resistant material as possible. Its flat, the sliver 10 facing surface is flush with the surface of the cover 3, so that the sliver 10 as possible no steps in the way, which would obstruct the movement 101 of the sliver and fibers could get stuck. The opening 31 and the probe element 5 are coordinated with each other so that the gap between them is as small as possible. In order to protect the underlying elements of the sensor part 13 from contamination, the gap is preferably sealed with a sealing element 4, the z. B. may consist of silicone or rubber. The length of the probe element 5 in the direction of movement 101 of the sliver 10 should be as low as possible, for. B. 5 mm, to detect even very short tape mass variations.

[0020] Unterhalb des Tastelementes 5 ist eine dünne, blattförmige Messfeder 6 angeordnet. Sie besteht vorzugsweise aus einem Metall, z. B. Federstahl. Die Messfeder 6 ist vom Tastelement 5 beabstandet, aber mit diesem wirkverbunden, bspw. mittels zweiter Positionierwurmschrauben 51. Die Enden der Positionierwurmschrauben 51 sind in entsprechenden Positionieröffnungen 67 in der Messfeder 6 aufgenommen. Um möglichst wenig Wärme vom Tastelement 5 auf die Messfeder 6 zu übertragen, ist die Berührungsfläche zwischen den Positionierwurmschrauben 51 und der Messfeder 6 möglichst klein, und die Positionierwurmschrauben 51 können aus einem thermisch isolierenden Material bestehen. Die Messfeder 6 ist vorzugsweise nicht eingeklemmt und nicht festgeschraubt, sondern schwimmend gelagert, z. B. auf zwei Auflagebalken 9 mit kreisrundem Querschnitt, die im Gehäuseunterteil 8 in Nuten 85 positioniert sind. Durch die schwimmende Lagerung oder Aufhängung der Messfeder 6 wird sichergestellt, dass sie keinen durch die Befestigung eingeführten mechanischen Spannungen unterworfen ist und dass sich Temperaturschwankungen nicht auf das Ausgangssignal auswirken. Below the probe element 5, a thin, blade-shaped measuring spring 6 is arranged. It preferably consists of a metal, for. B. spring steel. The measuring spring 6 is spaced from the probe element 5, but operatively connected thereto, for example by means of second positioning worm screws 51. The ends of the positioning worm screws 51 are received in corresponding positioning openings 67 in the measuring spring 6. In order to transfer as little heat as possible from the feeler element 5 to the measuring spring 6, the contact surface between the positioning worm screws 51 and the measuring spring 6 is as small as possible, and the positioning worm screws 51 can consist of a thermally insulating material. The measuring spring 6 is preferably not clamped and not screwed, but floating, z. B. on two support bar 9 with a circular cross-section, which are positioned in the lower housing part 8 in grooves 85. The floating mounting or suspension of the measuring spring 6 ensures that it is not subjected to mechanical stresses introduced by the mounting and that temperature fluctuations do not affect the output signal.

[0021] Ungefähr auf der Höhe der Messfeder 6 ist im Gehäuseunterteil 8 eine Leiterplatte 7 untergebracht. Auf ihr befinden elektronische Bauteile und Leiterbahnen, die bspw. für die Speisung des Messschaltkreises (vgl. Fig. 7) und für die Verstärkung des Sensorsignals benötigt werden. Auf der Leiterplatte kann befindet sich auch eine Buchse, z. B. eine Universal-Serial-Bus (USB) Standardbuchse, die zur Herstellung einer lösbaren Steckverbindung mit einem entsprechenden Stecker an einem (nicht eingezeichneten) Kabel ausgebildet ist. Für die Steckverbindung oder den Kabelausgang ist im Gehäuseunterteil 8 eine seitliche Aussparung 86 vorgesehen. Das Kabel verbindet die Vorrichtung 1 mit einem (nicht eingezeichneten) Auswertegerät zur Ausweitung des Sensorsignals. Approximately at the height of the measuring spring 6, a printed circuit board 7 is housed in the lower housing part 8. On it are electronic components and printed conductors, which are needed, for example, for the supply of the measuring circuit (see Fig. 7) and for the amplification of the sensor signal. On the circuit board can also be a socket, z. Example, a universal serial bus (USB) standard socket, which is designed for producing a detachable plug connection with a corresponding plug to a (not shown) cable. For the plug connection or the cable outlet, a lateral recess 86 is provided in the lower housing part 8. The cable connects the device 1 with a (not shown) evaluation device for extending the sensor signal.

[0022] Die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Vorrichtung 1 wird anhand der Fig. 4-8 erläutert. The operation of the inventive device 1 will be explained with reference to FIGS. 4-8.

[0023] Fig. 4 zeigt die auf den Auflagebalken 9 schwimmend gelagerte Messfeder 6 und das mit der Messfeder 6 über die Positionierwurmschrauben 51 wirkverbundene Tastelement 5. Fig. 5illustriert die Durchbiegung der Messfeder 6 gegenüber einer Nulllinie 60 bei Belastung, und Fig. 6 zeigt die Messfeder 6 in einer Draufsicht. Das im Messkanal 14 verdichtete (in Fig. 4 nicht eingezeichnete) Faserband 10 übt einen Druck p auf das Tastelement 5 aus. Der Druck p wird über die Fläche des Tastelementes 5 in eine Kraft F (siehe Fig. 5) umgewandelt, welche mittels der Positionierwurmschrauben 51 auf die Messfeder 6 übertragen wird. Wie aus Fig. 5 und 6ersichtlich, kann man sich die Messfeder 6 aus drei zueinander parallelen Teilbalken 61-63 zusammengesetzt denken, die in ihrer Mitte durch einen Steg 64 miteinander verbunden sind. Die beiden von den Positionierwurmschrauben 51 ausgeübten Teilkräfte F/2 biegen die Enden des inneren Teilbalkens 62 nach unten, während die entsprechenden von den Auflagebalken 9 ausgeübten Gegenkräfte -F/2 die Enden der äusseren Teilbalken 61, 63 nach oben biegen. Durch die Biegung der Messfeder 6 entstehen Oberflächendehnungen des Messfedermaterials. Die Oberflächendehnungen werden mittels vier optimal angeordneter Dehnungsmessstreifen 65.1-65.4 detektiert. Dabei werden die beiden Dehnungsmessstreifen 65.1, 65.3, die je auf den äusseren Teilbalken 61, 63 aufgebracht sind, gestaucht, während die beiden auf dem inneren Teilbalken 62 aufgebrachten Dehnungsmessstreifen 65.2, 65.4 gedehnt werden. Fig. 4 shows the floating on the support beam 9 mounted measuring spring 6 and the measuring spring 6 via the positioning worm 51 operatively connected probe element 5. Fig. 5illustrates the deflection of the measuring spring 6 against a zero line 60 under load, and Fig. 6 shows the measuring spring 6 in a plan view. The compressed in the measuring channel 14 (not shown in Fig. 4) sliver 10 exerts a pressure p on the probe element 5 from. The pressure p is converted over the surface of the probe element 5 into a force F (see FIG. 5), which is transmitted to the measuring spring 6 by means of the positioning worm screws 51. As can be seen in FIGS. 5 and 6, the measuring spring 6 can be composed of three mutually parallel sub-beams 61-63, which are interconnected at their center by a web 64. The two partial forces F / 2 exerted by the positioning worm screws 51 bend the ends of the inner sub-beam 62 downward, while the corresponding opposing forces -F / 2 exerted by the bearing beams 9 bend the ends of the outer sub-beams 61, 63 upwards. The bending of the measuring spring 6 causes surface expansions of the measuring spring material. The surface expansions are detected by means of four optimally arranged strain gauges 65.1-65.4. In this case, the two strain gauges 65.1, 65.3, which are each applied to the outer sub-beams 61, 63, compressed, while the two applied to the inner sub-bar 62 strain gauges 65.2, 65.4 are stretched.

[0024] Die vier Dehnungsmessstreifen 65.1-65.4 sind vorzugsweise mittels elektrischer Leitungen miteinander verbunden und in einer elektrischen Messbrücke 71, bspw. einer Vollbrückenschaltung, wie sie in Fig. 7dargestellt ist, eingebaut. Über elektrische Eingangsanschlüsse 66.1, 66.2 wird eine konstante elektrische Betriebsspannung U an die Messbrücke 71 angelegt. Über elektrische Ausgangsanschlüsse 66.3, 66.4 wird eine Ausgangsspannung V der Messbrücke 71 abgegriffen. Die Pfeile über den Widerständen 65.1-65.4 in Fig. 7deuten an, ob der Widerstand des entsprechenden Dehnungsmessstreifens in der Belastungssituation gemäss Fig. 5 grösser (T) oder kleiner (i) wird. Für eine gute Störisolation gegenüber elektromagnetischen Störsignalen ist es vorteilhaft, die Ausgangsspannung V möglichst nahe bei der Messbrücke 71 zu verstärken. Die Kleinsignal Verstärkung kann bspw. auf der Leiterplatte 7 (siehe Fig. 3) erfolgen. Die Ausgangsspannung V hängt von den elektrischen Widerständen der Dehnungsmessstreifen 65.1-65.4 ab, die wiederum von der Kraft F abhängig sind. Die hier diskutierte Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung 1 hat eine lineare Kennlinie über einen weiten Bereich des Drucks p. Fig. 8 zeigt schematisch eine solche lineare Kennlinie 72, d. h. eine Darstellung der Ausgangsspannung V gegenüber dem Druck p. The four strain gauges 65.1-65.4 are preferably connected to each other by means of electrical lines and in an electrical measuring bridge 71, for example. A full bridge circuit, as shown in Fig. 7, installed. Via electrical input terminals 66.1, 66.2, a constant electrical operating voltage U is applied to the measuring bridge 71. Via electrical output terminals 66.3, 66.4 an output voltage V of the measuring bridge 71 is tapped. The arrows above the resistors 65.1-65.4 in FIG. 7 indicate whether the resistance of the corresponding strain gauge in the load situation according to FIG. 5 becomes greater (T) or less (i). For a good interference isolation with respect to electromagnetic interference signals, it is advantageous to amplify the output voltage V as close as possible to the measuring bridge 71. The small-signal amplification can take place, for example, on the printed circuit board 7 (see FIG. 3). The output voltage V depends on the electrical resistances of the strain gauges 65.1-65.4, which in turn are dependent on the force F. The embodiment of the device 1 according to the invention discussed here has a linear characteristic over a wide range of the pressure p. Fig. 8 shows schematically such a linear characteristic 72, d. H. a representation of the output voltage V against the pressure p.

[0025] Die Messfeder 6 ist durch einen Anschlag 81, der z. B. durch den Boden des Gehäuseunterteils gebildet werden kann, gegen Überdehnung und durch das Dichtungselement 4 gegen Verschmutzung geschützt. Ein Einfluss von Temperaturschwankungen auf die Messfeder 6 wird durch die hohe Symmetrie der Messfeder 6 bezüglich zweier senkrecht zueinander stehender Symmetrieachsen 68, 69 und durch die schwimmende Lagerung der Messfeder 6 auf den Auflagebalken 9 gegenüber dem Stand der Technik stark reduziert. Die Symmetrie der Messfeder 6 ermöglicht zudem ihren Einbau auf zwei verschiedene Arten im Gehäuseunterteil 8, so dass ein und dieselbe Messfeder 6 in zwei verschiedene Gehäuseunterteile eingebaut werden kann, die sich durch die Anordnung der seitlichen Aussparung 86 (vgl. Fig. 3) voneinander unterscheiden. Dadurch können Vorrichtungen 1 mit unterschiedlichen Geometrien einfach und kostengünstig zur Verfügung gestellt werden. The measuring spring 6 is connected by a stop 81, the z. B. can be formed by the bottom of the housing base, protected against overstretching and by the sealing element 4 against contamination. An influence of temperature fluctuations on the measuring spring 6 is greatly reduced by the high symmetry of the measuring spring 6 with respect to two mutually perpendicular symmetry axes 68, 69 and by the floating bearing of the measuring spring 6 on the support bar 9 over the prior art. The symmetry of the measuring spring 6 also allows its installation in two different ways in the lower housing part 8, so that one and the same measuring spring 6 can be installed in two different housing lower parts, which differ from each other by the arrangement of the lateral recess 86 (see FIG , As a result, devices 1 with different geometries can be made available in a simple and cost-effective manner.

[0026] Selbstverständlich ist die vorliegende Erfindung nicht auf die oben diskutierten Ausführungsformen beschränkt. Bei Kenntnis der Erfindung wird der Fachmann weitere Varianten herleiten können, die auch zum Gegenstand der vorliegenden Erfindung gehören. Of course, the present invention is not limited to the embodiments discussed above. With knowledge of the invention, the skilled person will be able to derive further variants, which also belong to the subject of the present invention.

BEZUGSZEICHENLISTELIST OF REFERENCE NUMBERS

[0027] <tb>1<sep>Vorrichtung <tb>11<sep>Bandtrichter <tb>12<sep>Bandverdichtungsteil <tb>13<sep>Sensorteil <tb>14<sep>Messkanal <tb>10<sep>Faserband <tb>101<sep>Bewegungsrichtung des Faserbandes <tb>3<sep>Abdeckplatte <tb>31<sep>Öffnung in der Abdeckplatte <tb>4<sep>Dichtungselement <tb>5<sep>Tastelement <tb>51<sep>Positionierwurmschrauben <tb>6<sep>Messorgan, Messfeder <tb>60<sep>Nulllinie <tb>61, 63<sep>äussere Teilbalken der Messfeder <tb>62<sep>innerer Teilbalken der Messfeder <tb>64<sep>Steg, der die Teilbalken verbindet <tb>65.1-65.4<sep>Dehnungsmessstreifen <tb>66.1-66.4<sep>elektrische Anschlüsse <tb>67<sep>Positionieröffnungen <tb>68, 69<sep>Symmetrieachsen <tb>7<sep>bestückte Leiterplatte <tb>71<sep>Messbrücke <tb>72<sep>Kennlinie <tb>8<sep>Gehäuseunterteil <tb>81<sep>Anschlag <tb>82<sep>Befestigungsschrauben <tb>83<sep>Bohrungen <tb>85<sep>Nuten für Auflagebalken <tb>86<sep>seitliche Aussparung für Steckverbindung <tb>9<sep>Auflagebalken <tb>F<sep>Kraft <tb>P<sep>Druck <tb>U<sep>Betriebsspannung <tb>V<sep>Ausgangsspannung[0027] <Tb> 1 <sep> Device <Tb> 11 <sep> sliver funnel <Tb> 12 <sep> band compression part <Tb> 13 <sep> sensor part <Tb> 14 <sep> measuring channel <Tb> 10 <sep> sliver <tb> 101 <sep> Direction of movement of the sliver <Tb> 3 <sep> cover <tb> 31 <sep> Opening in the cover plate <Tb> 4 <sep> sealing element <Tb> 5 <sep> sensing element <Tb> 51 <sep> Positionierwurmschrauben <tb> 6 <sep> Measuring element, measuring spring <Tb> 60 <sep> zero line <tb> 61, 63 <sep> outer partial beams of the measuring spring <tb> 62 <sep> inner sub-bar of the measuring spring <tb> 64 <sep> Bridge connecting the sub-bars <Tb> 65.1-65.4 <sep> strain gauges <tb> 66.1-66.4 <sep> electrical connections <Tb> 67 <sep> positioning <tb> 68, 69 <sep> symmetry axes <tb> 7 <sep> assembled circuit board <Tb> 71 <sep> measuring bridge <Tb> 72 <sep> characteristic <Tb> 8 <sep> housing base <Tb> 81 <sep> stop <Tb> 82 <sep> mounting screws <Tb> 83 <sep> drilling <tb> 85 <sep> grooves for support beams <tb> 86 <sep> side recess for plug connection <Tb> 9 <sep> support beam <Tb> F <sep> force <Tb> P <sep> Pressure <Tb> V <sep> operating voltage <Tb> V <sep> output voltage

Claims

1. A device (1) for measuring the mass of a moving sliver (10), with a compacting the sliver (10) compression member (11), a compression member (11) arranged measuring channel (14) for receiving the compacted sliver (10) and a measuring device (13) arranged on the measuring channel (14) for measuring the pressure (p) exerted in the measuring channel (14) by the sliver (10), characterized in that the measuring device (13) comprises a feeler element (5) for receiving the through the Sliver (10) in the measuring channel (14) pressure exerted (p) and one with the probe element (5) operatively connected, but spaced from him measuring member (6) for measuring the pressure (p) includes.

2. Device (1) according to spoke 1, wherein an operative connection and / or spacing (51) between the probe element (5) and the measuring member (6) has a high thermal resistance.

3. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the measuring member (6) relative to the measuring channel (14) is sealed.

4. Device (1) according to any one of the preceding claims, wherein the measuring member (6) as with at least one strain gauge (65.1-65.4) equipped measuring spring is formed.

5. Device (1) according to claim 4, wherein the measuring spring (6) with four strain gauges (65.1-65.4) is equipped, of which upon application of the measuring spring (6) with a force (F) two (65.1, 65.3) compressed and two others (65.2, 65.4) are stretched.

6. Device (1) according to spoke 4 or 5, wherein the at least one strain gauge (65.1-65.4) is installed in an electrical measuring bridge (71).

7. Device (1) according to any one of claims 4-6, wherein the measuring spring (6) has two mutually perpendicular symmetry axes (68, 69).

8. Device (1) according to any one of claims 4-7, wherein the probe element (5) includes a with the sliver (10) in contact pressure platelet and an operative connection and spacing between the probe element (5) and the measuring spring (6) by means at least one positioning worm screw (51), which is received in a in the measuring spring (6) mounted positioning opening (67) is realized.

9. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the measuring member (6) is mounted floating.

10. Device (1) according to one of the preceding claims, wherein the device (1) includes a near the measuring member (6) mounted amplifier for small signal amplification of an electrical output signal (V) of the measuring member (6).

11. Textile machine in Spinnereivorwerk as carding machine, track or comber, with a device for measuring the mass of a moving through the textile machine sliver (10), characterized in that the device is a device (1) according to one of the preceding claims.

12. A method for measuring the mass of a moving sliver (10), wherein the sliver (10) is compressed and passed through a measuring channel (14) and the pressure (p) exerted by the sliver (10) in the measuring channel (14) is measured , characterized in that the pressure (p) exerted by the sliver (10) in the measuring channel (14) is absorbed by a feeler element (5), the pressure (p) or a force (F) corresponding to the pressure (p) from the feeler element (5). 5) to a sensing element (5) operatively connected, but spaced from him measuring member (6) is transmitted and the pressure (p) or a pressure (p) corresponding force (F) from the measuring member (6) is measured.