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Meßgerät zur Bestimmung der mittleren Länge und der Längenverteilung
von Faserlängen in Zellstoff, Holzschliff und sonstigen Faserstoffen Die Erfindung
betrifft ein Meßgerät zur Bestimmung der mittleren Länge und der Längenverteilung
von Faserlängen in Zellstoff, Holzschliff und sonstigen Faserstoffen.
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In der Zellstoff- und Papierindustrie ist es von großer Wichtigkeit,
die mittlere Faserlänge bzw. den Faserlängenverteilungsgrad zu wissen, um daraus
Rückschlüsse auf die zu erwartenden Festigkeitseigenschaften des Papiers machen
zu können.
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Es ist bereits bekannt, mit Hilfe eines Projektionsmikroskops das
Faserpräparat auf einen Bogen zu projizieren, diese Faserbilder mit einem Bleistift
nachzuziehen, anschließend mit einem Millimeterpapierstreifen auszumessen und hierauf
nach verschiedenen Längengruppen zu registrieren. Anschließend wird durch Mittelbildung
aller vorhandenen Faserlängen die »mittlere Faserlänge« errechnet. Die Faserlängenverteilung
wird dann meist in einem Stapeldiagramm dargestellt.
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Es ist ebenfalls bekannt, das Faserpräparat auf d.rei konzentrische
Kreise zu projizieren. Danach wird die Anzahl der Fasern bestimmt, die alle drei
Kreise schneiden, derjenigen, die nur zwei Kreise schneiden, der, die nur einen
Kreis schneiden, und der, die keinen Kreis schneiden. Aus diesen vier Zahlenwerten
wird mit Hilfe einer bestimmten Formel die »mittlere Faserlänge« berechnet, wobei
zu bemerken ist, daß dieser Wert eine große Streuungsbreite hat und nur als Richtwert
Bedeutung hat.
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Diese beiden Prüfungsmethoden zeichnen sich jedoch entweder dLtllrchUngenauigkeit
oder durch außerordentlich lange Arbeitszeit aus.
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Dieser wesentliche Nachteil wird durch das erfindungsgemäß vorgeschlagene
Meßgerät zur Bestimmung der mittleren Länge und der Längenverteilung von Faserlängen
in Zellstoff, Holzschliff und sonstigen Faserstoffen behoben, indem durch einmaliges
Abrollen der Faserhilder sowohl die mittlere Faserlänge als auch die Faserlängenverteilung
durch eine bestimmte Anordnung von Relais und Zählwerken ermittelt wird. Längenmeßvorrichtungen,
bei denen von einem Meßrad elektromagnetische Zählwerke betätigt werden, sind bekannt.
Des weiteren sind auch mit Meßrädern arbeitende Längenmeßvorrichtungen für Bretter
od. dgl. bekannt, bei denen die gemessenen Einzellängeu addiert werden und die Zahlen
der Einzelmessungen auf Zählwerken festgehalten werden. Mit Hilfe dieser Vorrichtungen
ist es jedoch nicht möglich, die Längenverteilung der Einzelwerte zu ermitteln.
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Gegenüber den bekannten Vorrichtungen ist die erfindungsgemäße Anordnung
dadurch gekennzeichnet, daß ein federnd gelagerter Schreibstift beim Aufsetzen des
Gerätes einen Schalter betätigt, der auf
ein Zählwerk sowie ein Relais wirkt, das
in zeitlicher Aufeinanderfolge Kontakte betätigt, die in Stromkreisen für Einzelzählwerke
bzw. ein Ausschalterelais liegen, während vom Meßrad gegebene, den zu bestimmenden
Längenintervallen zugeordnete Stromstöße über ein addierendes Zählwerk und ein Relais
fließen, das über ein Schrittschaltwerk Zählwerke für die Anzahl der Einzellängenstufen
betätigt.
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In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes
dargestellt (nur für vier Längengruppen).
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Fig. 1 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch das Handstück des
Meßgerätes; Fig. 2 zeigt einen senkrechten Längsschnitt durch das Handstück, wenn
das Abrollrnd auf die Unterlage aufgesetzt ist; Fig. 3 zeigt einen waagerechten
Querschnitt auf der Linie A-B von Fig. 1 durch das Handstück; Fig. 4 erläutert die
Schaltung der Relais, Zählwerke und sonstiger Konstruktionselemente.
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Das Handstück in Fig. 1 bis 3 besteht, in der Zeichnung vereinfacht,
aus einem Kunststoffstab 45.
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Das Abrollrad 1 ist mit der Welle 2 im Kunststoffkörper 45 drehbar
gelagert. Auf der Welle 2 sitzt die Kollektorscheibe 3. Auf der Kollektorscheibe
3 sind Kupferbleche 4 befestigt. Gegen die Kollektorscheibe 3 drücken seitlich die
Schleiffedern 5. An die Schleiffedern 5 führt ein Stromkreis 6. Der Kunststoffkörper
45 des Handstückes ist längs durchbohrt. In der Bohrung befindet sich eine Kugelschreibermine
7, die bmit der Spiralfeder 8 abgefedert ist. Beim Aufsetzen des Abrollrades 1 auf
die Unterlage 44 öffnet
die Kugelschreibermine 7 den Schalter 9.
An den Schalter 9 führt ein Stromkreis 29.
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In Fig. 4 liegen im Stromkreis 6 die Spannungsquelle 10, das Relais
11 und das Zählwerk 12. Das Relais 11 zieht bei Betätigung den Anker 13 an, der
um die Welle 14 drehbar gelagert ist. Der Anker 13 greift dabei in das Zahnrad 15,
drehbar um die Welle 16, ein und dreht das Zahnrad 15 um ein Zahnintervall weiter.
Mit der Welle 16 ist der Kontaktarm 17 fest verbunden.
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Der Kontaktarm 17 kann je nach Stellung die Kontakte 18, 19, 20 oder
21 kurzschließen. An dem Kontaktarm 17 ist die Spiralfeder 22 befestigt. Der Anker
23 und die Spiralfeder 24 sorgen dafür, daß das Zahnrad 15 zunächst nur in der angedeuteten
Richtung gedreht werden kann. Von den Kontakten 18, 19, 20 und 21 führen elektrische
Leitungen zu je einem Zählrvefk 25, 26, 27 und 28.
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Im Stromkreis 29 liegen die Spannungsquelle 30, das Zählwerk 31 und
das Relais 32. Das Relais 32 zieht bei Betätigung den Anker 33, drehbar um die Achse
34, an. Der Sporn 35 des Ankers 33 drückt bei Betätigung des Relais 32 die Blattfederkontakte
36, 37, 38 und 39 nacheinander zusammen. Am Kontakt 36 liegt die Spannungsquelle
43.
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Ist der Kontakt 36, 37 geschlossen, während der Kontakt 20 überbrückt
ist, so fließt ein Strom über das Zählwerk 27 und einen Relaisschalter 41, der bei
Betätigung des Relais 40 den Stromkreis unterbricht.
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In einem den Kontaktarm 39 enthaltenden Stromkreis liegt ferner ein
Relais 42, das mit dem Anker 23 zusammenarbeitet. Bei Anziehen dieses Ankers kann
das Zahnrad 15 mit dem Kontaktarm 17 unter dem Zug der Spiralfeder 22 in die Ausgangslage
zurückkehren.
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Die Wirkungsweise des Meßgerätes während eines Abrollvorganges ist
wie folgt: Voraussetzung 1. Alle Zählwerke stehen auf »Null«.
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Voraussetzung 2. Das Abrollrad 1 steht in einer Stellung, in der
die Schleiffedern 5 nicht iiberbrückt sind.
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Voraussetzung 3. Der Kontaktarm 17 steht in Ausgangsstellung.
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Vo,raussetzung 4. Der Schalter 41 ist geschlossen.
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Das Ab.rollrad 1 wird auf das eine Ende des Faserbilldes gesetzt.
Dabei drückt man den Stift 7 nach innen und öffnet dadurch den Schalter 9. Das Zählwerk
31 zählt einen Impuls. Genanntes Zählwerk zählt die Anzahl der abgerollten Fasern
bzw. die Anzahl des Aufsetzens. Das Relais 32 ist ohne Strom.
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Während des Abrollens zählt Zählwerk 12 die Gesamtlänge der Fasern.
Mit jedem Stromimpuls, der durch das Relais 11 fließt, schließt der Kontaktarm 17
einen anderen Kontakt 18, 19, 20 oder 21 kurz.
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Jeder der genannten Kontakte ist somit einem bestimmten Faserlängenintervall
zugeordnet. Nach Abrollen der Faser soll der Kontaktarm 17 beispielsweise den Kontakt20
überbrücken. Wird das Hand-
stück darauf von der Unterlage abgehoben, wird der Schalter
9 geschlossen und das Relais 32 betätigt. Der Sporn 35 des Ankers 33 drückt die
Blattfederkontakte 36, 37, 38 und 39 nacheinander zusammen. Wird 36 und 37 geschI,ossen,
wird in diesem Fall Zählwerk 27 eingeschaltet. Wird 37 und 38 geschlossen, steht
Relais 40 unter Strom und öffnet den Schalter 41.
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Dadurch wird der Stromkreis 36, 37 zum Zählwerk 27 unterbrochen. Zählwerk
27 ist damit wieder stromlos und hat den Registriervorgang beendet. Die abgerollte
Faser ist einem bestimmten Längenintervall zugeordnet, das vom Zählwerk 27 aufgenommen
wird.
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Wird 38 und 39 geschlossen, wird das Relais 42 betätigt, das den
Anker 23 anzieht und somit die Hemmung des Zahnrades 15 aufhebt. Der Kontaktarm
17 geht in die Ausgangsstellung zurück. Dieser Vorgang wiederholt sich bei je!der
Faser. Dadurch, daß für Stift 7 eine Isugelschreibermine Ve!rwendung findet, wird
jedes Faserbild nachgezeichnet und eine Doppelregistrierung vermieden.
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Die Gesamtlänge der Fasern (Zählwerk 12) geteilt durch ihre Anzahl
(Zählwerk 31) ergibt die »imittlere Faserlänge«. Auf den Zählwerken 25 bis 28 kann
die Längenverteilung direkt abgelesen werden. In diesem Ausführungsbeispiel der
Erfindung wird die Längenverteilung nur in vier Gruppen aufgenommen.
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PATENTANsPaÜCHE: 1. Meßgerät zur Bestimmung der mittleren Länge wnfd
der Längenverteilung von Faserlängen in Zellstoff, Holzschliff und sonstigen Faserstoffen,
bestehend aus einem Meßrad, das mit elektromagnetischen Zählwerken zusammenarbeitet
und das sowohl die gemessenen Einzellängen addiert als auch die Anzahl der Einzelmessungen
zählt, dadurch gekennzeichnet, daß ein federnd gelagerter Schreibstift beim Aufsetzen
des Gerätes einen Schalter (9) öffnet, der auf ein Zählwerk (31) sowie ein Relais
(32) wirkt, das in zeitlicher Aufeinanderfolge Kontakte (36 bis 39j betätigt, die
in Stromkreisen für die Einzelzählwerke bzw. ein Ausschalterelais liegen, während
vom Meßrad gegebene, den zu bestimmenden Längenintervallen zugeordnete Stromstöße
über ein addierendes Zählnvefk (12) und ein Relais (11) fließen, das über ein Schrittschaltwerk
Zählwerke (25 bis 28) für die Anzahl der Einzellängenstufen betätigt.