DE1473515C - Verfahren und Vorrichtung zur Pru fung von fadenförmigem Meßgut - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vor- Weiterhin ist ein Streckwerk mit Abgabe- und Aufrichtung zum Prüfen des Spannungs-Dehnungs-Ver- nahmewalzen unveränderbaren Umfanges bekannt, haltens von durchlaufendem, fadenförmigem Meßgut bei dem nicht die Spannung bei ausgewählten Dehin kontinuierlicher Folge. nungswerten, sondern die Dehnungskraft zur Erzeu-Es sind Streckwerke zur Dehnungsprüfung von 5 gung einer vorbestimmten Spannung im Material-Materialsträngen mit einem Abgabe- und einem Auf- strang eingestellt wird. Diese Vorrichtung weist keine nahmewalzenpaar bekannt. Eine Ausführungsform Meß- und Registriereinheiten für die während der ist die sogenannte Frenzel-Hahn-Universal-Faden- einzelnen Bewegungsabschnitte des Stranges zwiprüfmaschine, die ein Abgabe- und ein Aufnahme- sehen den Walzen auftretenden Spannungen auf, walzenpaar mit unveränderbaren Walzenumfängen io sondern es werden statt dessen die Bewegungsaufweist. Zur Erzeugung der erforderlichen Zugspan- strecken der verschiedenen Walzen ermittelt, nachnung in dem Prüfgut wird bei diesem Gerät die dem eine vorgegebene Materialstranglänge durch die Achsdrehzahl der Aufnahmewalzen gegenüber der- Vorrichtung gelaufen ist. Demzufolge werden nur jenigen der Abgabewalzen über konische Walzen, integrale Durchschnittswerte erhalten, und es wird Wechselradgetriebe oder drehzahlveränderliche Mo- 15 keine zeitabhängige, dynamische Anzeige während toren erhöht. des Durchlaufens des Prüfgutes erstellt.

Die Änderung des Drehzahlverhältnisses zwischen Den bekannten Ausführungsformen von Streckden Abgabe- und Aufnahmewalzen durch axiale Ver- werken haften zusammengefaßt die Mängel an, daß Schiebung von auf konischen Walzen laufenden die effektiven Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen Riemen hat den Nachteil, daß die Einstellage des 20 nicht in dem erforderlichen mikrometerartigen Maß Riemens nicht genau festgelegt werden kann und zu- veränderbar sind, die Umfangsgeschwindigkeiten sätzlich noch ein gewisser Schlupf in Kauf zu nehmen nicht in kontinuierlicher Folge eingestellt und somit ist, der zusammen mit der ungenauen Einstellage die nur eine beschränkte Anzahl von Spannungserhaltenen Meßwerte verfälscht. Dehnungs-Meßwerten aufgenommen werden kann Es ist hervorzuheben, daß Spannungs-Dehnungs- 25 und/oder der Betrieb zur Verstellung der Umfangs-Prüfungen von fadenförmigem Prüfgut eine exakte, geschwindigkeiten der Trommeln unterbrochen werweitgehend trägheitsfreie Einstellung und Verstellung den muß. Dazu kommt bei sämtlichen bekannten der Drehgeschwindigkeiten der an den Wickelvor- Streckwerken noch der wesentliche Nachteil, daß gangen beteiligten Spulen erfordern, weshalb auch jeweils nur eine Prüfzone vorgesehen ist, die durch die hierzu bisher bekannten drehzahlveränderlichen 30 die gegenüber den Abgabewalzen langsamer umMotoren wegen ihres Schlupfverhaltens nicht be- laufenden Aufnahmewalzen begrenzt wird und somit friedigend arbeiten. nur zur Aufnahme des ansteigenden Astes der Span-Gemäß einer anderen bekannten Ausführungsform nungs-Dehnungs-Kurve geeignet ist.
werden die unterschiedlichen Drehzahlen durch ein Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, Getriebe erzeugt, welches aus zwei Teilen besteht, 35 ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuiervon denen der erste Getriebeteil direkt und der zweite liehen, dynamischen Messung und Registrierung der stufenlos verstellbare Getriebeteil über einen Riemen- vollständigen Spannungs-Dehnungs-Kurve während trieb von dem ersten Teil aus angetrieben wird. Ab- des Durchlaufs des Meßgutes zu schaffen,
gesehen davon, daß diese Ausführungsform geräte- Ausgehend von dem bekannten Verfahren zum technisch sehr aufwendig ist, macht sich bei ihr nach- 40 Prüfen des Spannungs-Dehnungs-Verhaltens von teilig bemerkbar, daß sowohl die Drehzahlübertra- durchlaufendem, fadenförmigem Meßgut in kontigung vom ersten zum zweiten Getriebeteil als auch nuierlicher Folge, wobei das Meßgut schlupflos auf die stufenlose Veränderung der Drehzahl des zweiten ein Lieferwalzenpaar aufgewickelt und durch ein Ab-Getriebeteiles so mit Schlupf behaftet sind, daß die zugswalzenpaar, dessen Umfangsgeschwindigkeit Meßergebnisse verfälscht werden. 45 größer als die des Lieferwalzenpaares ist, abgezogen Es ist weiterhin ein Verfahren zum Prüfen von' und die Spannung des zwischen diesen beiden Walzendurchlaufendem, fadenförmigem Gut auf seine Deh- paaren gedehnten Meßgutes durch eine Meßvorrichnungseigenschaften bekannt, wobei das Meßgut tung erfaßt wird, wird diese Aufgabe dadurch gelöst,, schlupflos über eine Lieferwalze gewickelt ist und daß erfindungsgemäß das das Abzugswalzenpaar von einer mit höherer Umfangsgeschwindigkeit 50 verlassende Meßgut in gedehntem Zustand von einem laufenden Abzugswalze abgezogen und die Spannung weiteren Abzugswalzenpaar aufgenommen wird, das des zwischen diesen beiden Walzen gedehnten Meß- eine Entspannung oder weitere Dehnung auf das gutes durch eine Meßvorrichtung erfaßt wird, bei Meßgut ausübt, und daß die Spannung des Meßgutes dem die Drehzahlen der am Wickelvorgang betei- zwischen den beiden Abzugswalzenpaaren gemessen ligten Spulen über Wechselgetriebe stufenweise ver- 55 sowie das Verhältnis der Dehnungen in den beiden ändert werden können. Dabei wird zwar ein schlupf- Prüfzonen während des Durchlaufs des Meßgutes freier Betrieb und somit eine exakt vorgebbare Deh- nacheinander auf vorbestimmte Werte eingestellt nung des Prüfgutes ermöglicht, aber es ergibt sichm wird und die Spannungsmeßwerte für die jeweils verder Nachteil, daß der Betrieb der Vorrichtung jeweils schiedenen Dehnungszustände beider Prüfzonen mitunterbrochen werden muß, wenn ein anderes Wech- 60 einander verglichen werden. Erfindungsgemäß kann selrad in Eingriff gelangen soll, um die Drehzahl somit kontinuierlich die vollständige Spannungseiner Spule zu verändern. Es kann somit während des Dehnungs-Kurve des Meßgutes, d. h. dessen Hyste-Betriebes nur ein einziger Spannungs-Dehnungs-Meß- reseverhalten, ermittelt werden, wobei Teile des aufwert erstellt werden, und selbst bei Unterbrechung des steigenden Kurvenastes derart gemessen werden Betriebes zwecks Verstellung der Wechselräder 65 können, daß das Prüfgerät in der zweiten Prüfzone können auch nur einzelne Dehnungswerte ent- immer größeren Dehnungen unterworfen wird als in sprechend dem vorgegebenen Satz an Wechselrädern der ersten Dehnungszone und der absteigende Ast eingestellt werden. der Spannungs-Dehnungs- bzw. Hysteresekurve da-

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durch gemessen wird, daß die Dehnung des Prüf- sind weiterhin ein Paar Abgabespulen A₁ B und ein gutes in der zweiten Prüfzone dicht gegenüber der Paar Aufnahmespulen C, D vorgesehen.
Dehnung des Prüfgutes in der ersten durch entspre- Die Vorrichtung wird von einem Elektromotor 7 chende Veränderung der effektiven Umfangsge- über ein stufenloses Untersetzungsgetriebe8 (Fig. 6) schwindigkeiten der Aufnahme- und Abgabewalzen 5 angetrieben. Die Abtriebswelle 9 (Fig. 5) des Geverringert wird. triebes ist mit einer Riemenscheibe 10 versehen, über

Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Ver- die ein Riemen 11 läuft. Der Riemen 11 wird außerfahrens ist insbesondere eine Vorrichtung mit einem dem über eine Riemenscheibe 12 geführt, die auf Lieferwalzenpaar und einem Abzugswalzenpaar für einer drehbaren Hülse 13 angebracht ist. Auf der das fadenförmige Meßgut mit gleicher Umfangs- io Buchse 13 sitzt außerdem ein Zahnrad 15 und eine geschwindigkeit für die einzelnen Walzen jedes ■ Riemenscheibe 16 (F i g. 8). Distanzrohre 18, die Walzenpaares und einem Spannungsmeßgerät zwi- über die Hülse 13 geschoben sind, halten den Abschen den Walzenpaaren geeignet, die dadurch ge- stand zwischen dem Zahnrad 15, der Riemenscheibe kennzeichnet ist, daß dem Abzugswalzenpaar ein 16 und der Riemenscheibe 12.

weiteres Abzugswalzenpaar und ein weiteres Span- 15 Innerhalb der Hülse 13 ist drehbar eine Welle 14 nungsmeßgerät zwischen den Abzugswalzenpaaren gelagert, die durch das drehbare Sonnenrad 17 hinnachfolgt, und daß mindestens eines der Walzen- durch verläuft.

paare aus in Umfangsrichtung und parallel zur Die Nabe 17 a des Sonnenrades 17 ist innen an der

Walzenachse angeordneten, einzelnen langgestreckten Hülse 13 befestigt, so daß sich das Sonnenrad 17

Segmenten gebildet ist, die gemeinsam während des 20 gemeinsam mit dieser Hülse verdreht. An den gegen-

Umlaufs radial verstellbar sind. überliegenden Enden der Welle 14 sind ein Sonnen-

. Durch diese Vorrichtung ist es möglich, die effek- rad 19 und ein Zahnrad 20 befestigt,

tiven Umfangsgeschwindigkeiten der einzelnen Wal- Die Sonnenräder 17 und 19 sind Teile eines PIa-

zen ^ unabhängig voneinander, stetig und schlupffrei netenradgetriebes 21 (Fig. 9), das dazu dient, die

genau einzustellen, ohne den kontinuierlichen Prüf- 25 Drehbewegung der Buchse 13 auf die Welle 14 zu

betrieb unterbrechen zu müssen. übertragen. Das Planetengetriebe 21 hat einen Käfig

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines 22, der frei drehbar um die Welle 14 gelagert ist.

in den Zeichnungen dargestellten bevorzugten Aus- Dieser Käfig hat einen Steg 23 und axial ausein-

führungbeispieles näher erläutert; es stellt dar anderliegende Flansche 24 mit einander gegenüber-

F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer korn- 30 liegenden Öffnungen, die drei an dem Käfig be-

pletten Prüfvorrichtung, festigte Zapfen 25 aufnehmen (F i g. 8 und 9). Jeder

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht einer Ausfüh- der Zapfen 25 trägt Planetenräder 26 und 27. Die

rungsform der ersten Prüfeinheit, Zahnräder 26 stehen mit dem an der Hülse 13 be-

F i g. 3 eine vergrößerte Draufsicht auf die in festigten Sonnenrad 17 im Eingriff, während die

Fig. 2 dargestellte Vorrichtung bei abgenommenem 35 Zahnräder 27 in das an der Welle 14 befestigte

Deckel, Sonnenrad 19 eingreifen.

F i g. 4 eine perspektivische Teilansicht der in Wie in den F i g. 8 und 9 dargestellt ist, umgibt

F i g. 3 dargestellten Teile, · ein innen verzahnter Ring 28 die Planetenräder 26

F i g. 5 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie und steht mit diesen im Eingriff. Ein ringförmiges

IV-IV in F i g. 3, 40 Distanzstück 28 α ist mittels Stiften 110, die in das

F i g. 6 einen vertikalen Schnitt entlang der Linie Gehäuse 5 hineinverlaufen, an dem Ring 28 befestigt.

V-V in F i g. 3, Um die Planetenräder 27 herum verläuft ein innen

F i g. 7 einen vergrößerten Teilabschnitt entlang verzahnter Ring 29, der mit diesen Planetenrädern

der Linie VI-VI in F i g. 3, "' 27 im Eingriff steht und an dem ringförmigen

F i g. 8 einen vergrößerten Teilschnitt entlang der 45 Distanzstück 28 α anliegt. Auf der gegenüberliegen-

Linie VII-VII in F i g. 3 und den Seite des Zahnringes 29 befindet sich ein außen

F i g. 9 eine perspektivische, auseinandergezogene verzahnter Ring 30, der mittels Schrauben 115 an

Ansicht einer Planetengetriebeanordnung. dem Zahnring 29 befestigt ist. An der Außenseite des

Die Vorrichtung nach F i g. 1 besteht aus einer außenverzahnten Ringes 30 liegt eine Haltescheibe

ersten Prüfeinheit 1, bei der das Prüfgut zwischen 5° 116 an, die mittels Schrauben 118 (F i g. 8) an dem

einer Abgabewalze B und einer Aufnahmewalze C Gehäuse 5 befestigt ist.

gedehnt wird, und einer zweiten Prüfeinheit 1", wo- Aus der vorstehenden Beschreibung ist ersichtlich, bei eine Abgabewalze D hinter der Aufnahmewalze C daß eine Verdrehung der Hülse 13 auch eine Verder ersten Prüfeinheit zusammen mit einer Aufnah- drehung des Sonnenrades 17 bewirkt. Die Vermewalze E der zweiten Prüfeinheit eine zweite Prüf- 55 drehung des Sonnenrades 17 bewirkt ihrerseits eine zone bildet, in der das Prüfgut entweder weiter ge- Umlaufbewegung der Planetenräder 26 in dem festdehnt oder gegenüber der ersten Prüfzone entlastet stehenden Zahnring 28. Da die Planetenräder 26 von werden kann. Im ersten Teil der folgenden Beschrei- Zapfen 25 getragen werden, die ihrerseits im Käfig 22 bung wird die erste Prüfeinheit beschrieben, die zur befestigt sind, wird auch dieser Käfig mit verdreht. Aufzeichnung des aufsteigenden Astes der Span- 60 Die Verdrehung des Käfigs bewirkt eine Umlaufnungs-Dehnungs-Kurve eines Materialstranges ge- bewegung der Planetenräder 27 innerhalb des Zahneignet ist, während der zweite Teil der Beschreibung ringes 29 und damit eine Verdrehung des Sonnendie Zusammenarbeit zwischen den Prüfeinheiten 1 rades 19. Da sämtliche Zahnräder der Zahnradpaare und 1" zur dynamischen und kontinuierlichen Mes- 17,19, 26, 27, 28, 29 von derselben Größe und sung der Hystereseeigenschaften eines Materialstran- ⁶5 Zähnezahl sind wie das jeweils andere Zahnrad des ges umfaßt. Zahnradpaares, wird die Welle 14, an der das

Die Vorrichtung 1 weist ein Gehäuse mit einem Sonnenrad 19 befestigt ist, mit derselben Drehzahl

Hauptteil 5 und einem Deckel 6 auf. Gemäß F i g. 1 angetrieben, mit der die Hülse 13 umläuft.

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Es ist darauf hinzuweisen, daß, obgleich bei der und ihrer zugehörigen innen liegenden Wellen 42 C

soeben beschriebenen Arbeitsweise der Zahnring 29 und 42 D ist. Wie weiter unten noch im einzelnen

feststeht, es möglich ist, diesen Zahnring um seine beschrieben werden soll, werden die Spulen A und B

Mittellinie zu verdrehen, wodurch die gegenseitige (Fig. 3) von der Welle 42A und der Hülse 41A

Winkelstellung der Welle 14 und der Hülse 13 aus 5 bzw. von der Welle 42B und der Hülse 41B ange-

noch näher zu beschreibenden Gründen verändert trieben. Auf diese Weise sind die Drehzahlen der

werden kann. Die erforderliche Verstellung des Spulen A und B einander gleich; wenn jedoch das

Zahnringes 29 erfolgt durch eine entsprechende Ver- Zahnrad 46 das Zahnrad 39B (Fig. 3) antreibt, so

stellung des Zahnringes 30, an dem das Zahnrad 29 ist die Drehzahl dieser Spulen nur gleich der Hälfte

befestigt ist. Die Bewegung des Zahnringes 30 erfolgt io derjenigen der Spulen C und D, da die letztgenannten

durch ein Handrad 32 (Fig. 4) über eine Welle 33, Spulen von der Welle 42C mit Hülse 41C der Welle

eine Schnecke 34, Zahnräder 35 und 36 auf einer 42D und der Hülse 41D angetrieben werden.

Welle 37 sowie ein mit dem Zahnrad 30 im EingriS Bei dieser Ausführungsform ist es auch möglich,

stehendes Zahnrad 38 (Fig. 4 und 9). Eine Bewe- die Zahnräder in der Weise auszutauschen, daß die

gung des Zahnringes 29 bewirkt eine Verdrehung 15 Spulen C und D mit einem anderen Untersetzungs-

der Planetenräder 27 um ihre Zapfen 25, und hier- verhältnis gegenüber den Spulen A und B rotieren,

durch wird das Sonnenrad 19 gegenüber dem Die Hülse 47 ist mit einer Umfangsnut 57 (F i g. 4)

Sonnenrad 17 verdreht. Auf diese Weise wird auch versehen, deren einander diametral gegenüber-

die Welle 14 verdreht, und damit wird die relative liegende Seiten ein Paar von an Armen 59 befestigten

Winkelstellung zwischen dieser Welle und der Hülse 20 Schuhen 58 aufnehmen. Die Arme 59 gehen von

13 verändert; diese Verstellung kann während des einer Stange 60 aus, die sich durch das Gehäuse hin-

Betriebs der Vorrichtung erfolgen. _ durch erstreckt und mit einem Hebel 61 versehen

Eine ähnliche nicht dargestellte Planetengetriebe- ' ist, an dessen Ende ein Knopf 62 (F i g. 3) vorge-

anordnung mit einem Handrad 32' und den züge- sehen ist. Durch Betätigung des Hebels 61 und des

hörigen Zahnrädern ist auch für die Hülse 13' und 25 Knopfes 62 kann die Hülse 47 in axialer Richtung

die Welle 14' (F i g. 3 und 4) vorgesehen und arbeitet verschoben werden, so daß das Zahnrad 46 mit dem

in der gleichen Weise wie vorstehend beschrieben. Zahnrad 45 zwar im Eingriff bleibt, jedoch von dem

Das Zahnrad 15 auf der Hülse 13 und das Zahn- Zahnrad 39B gelöst wird. Gleichzeitig kommt das

rad 20 auf der Welle 14 treiben Zahnräder 39 D und Zahnrad 56 mit dem Zahnrad 50 in Eingriff, wie dies

4OD an, die auf einer Hülse 41D bzw. einer Welle 30 in Fig. 3 gezeigt ist. Das Untersetzungsverhältnis

42D gelagert sind (Fig. 4). Da die Zahnräder 39Z), zwischen den Zahnrädern 50 und 56 kann bei dieser

4OD, 15 und 20 ein Übersetzungsverhältnis von 1 : 1 Anordnung so gewählt sein, daß die Spulend und B

haben, drehen sich die Welle 42 D und die Hülse 41D ein Sechstel der Umdrehungen der Spulen C und D

mit derselben Drehzahl. In ähnlicher Weise treiben ausführen.

die Zahnräder 15 und 20 auch ein Zahnrad 39 C auf 35 Die allgemeine Betriebsgeschwindigkeit kann durch

einer Hülse 41C bzw. ein Zahnrad 40 C auf einer Verstellung des stufenlosen Untersetzungsgetriebes 8

Welle 42 C an, so daß auch diese Hülse und diese verändert werden.

Welle mit derselben Drehzahl umlaufen. Es laufen Aus dem Vorstehenden ist ersichtlich, daß, wenn

also die Wellen 42D und 42C sowie die Hülsen 41D die Spulend und B denselben Durchmesser haben

und 41C alle mit derselben Drehzahl um. 40 wie die Spulen C und D, ein um diese Spulen (F i g. 2)

Wie in den Fi g. 3 und 4 gezeigt ist, steht ein auf herumgeführter Materialstrang lediglich durch Umder Hülse 41C gelagertes Zahnrad 45 mit einem auf schaltung der Zahnräder 46 und 56 um 100% oder einer Hülse 47 gelagerten Zahnrad 46 im Eingriff; um 500% gedehnt werden kann. Gemäß der Erfindie Hülse 47 ist drehbar auf den Wellenstummel 48 dung ist es jedoch möglich, einen Materialstrang proaufgeschoben. Auf der Hülse 47 ist außerdem ein 45 gressiv einer Spannung von 0 bis 1100% in praktisch Zahnrad 56 gelagert. stufenlosen Schritten zu unterwerfen, und zwar mittels

Bei der in F i g. 3 dargestellten Anordnung steht der in besonderer Weise exparidierbaren Spulen, was

das Zahnrad 46 mit einem am Zahnrad 50 befestigten im folgenden näher beschrieben werden soll. ·

Zahnrad 39 B im Eingriff. Beide Zahnräder 395 und Da die Spulen A bis D untereinander gleich sind,

50 sind auf der Hülse 41B gelagert. Das Zahnrad 50 soll nur eine einzige dieser Spulen im einzelnen be-

39 B steht mit dem an der Hülse 13' befestigten schrieben werden. Die Aufnahmespule C (F i g. 7) hat

Zahnrad 15' im Eingriff, und das letztgenannte Zahn- einen rohrförmigen Kern 63, der an beiden Enden

rad steht im Eingriff mit dem an der Hülse 41A mit daran befestigten Spulenköpfen 64 versehen ist,

befestigten Zahnrad 39 A. Ein dem Planetengetriebe die in Umfangsrichtung einen gegenseitigen Abstand

21 entsprechendes (nicht dargestelltes) Planeten- 55 aufweisende, radial verlaufende Schlitze 65 auf-

getriebe bewirkt, daß die Welle 14' von der Hülse 13' weisen. Um den Kern 63 herum in Umfangsrichtung

aus mit derselben Drehzahl angetrieben wird. Das unter gegenseitigem Abstand ist eine Anzahl von in

Zahnrad 20', das an der Welle 14' befestigt ist, steht Längsrichtung verlaufenden Segmenten 66 vorge-

mit den auf den Wellen 42,4 bzw. 42 B befestigten sehen, und die Endteile 67 dieser Segmente sind ver-

Zahnrädern 40 Λ und 40 B im Eingriff und dient 60 schiebbar in den einander gegenüberliegenden

dazu, diese beiden Wellen mit einer der Drehzahl der Schlitzen 65 in den Köpfen 64 gelagert. In jeden der

zugehörigen Hülsen 41,4 und 41B gleichen Drehzahl Köpfe 64 ist eine Scheibe 68 eingeschoben, die mit

anzutreiben. einer vom Kern 63 aus spiralförmig nach außen ver-

Das Verhältnis der Durchmesser des Zahnrads 46 laufenden Nut 69 versehen ist. (Die Nuten 69 sind und des Zahnrads 39B kann so gewählt sein, daß die 65 komplementär zueinander, d. h. die eine Nut ist ein Drehzahl der Hülsen 41A und 41B und ihrer züge- Spiegelbild der anderen.) Jeder Endteil 67 der Seghörigen innen liegenden Wellen 42,4 und 42B gleich mente 66 trägt einen Stift 70, der in die zugehörige der Hälfte der Drehzahl der Hülsen 41C und 41D Nut 69 hineinragt.

Die Spule C ist auf die Welle 42C aufgeschoben; an einem Ende dieser Welle befindet sich eine Zugstange 101 und eine Buchse 102, neben der zugehörigen, außen liegenden Scheibe 68 liegend. Auf das Ende der Hülse 41C ist eine Scheibe 103 aufgeschraubt, die neben einem mit Flansch versehenen Deckel 71 liegt. Der innen liegende Kopf 64 der Spule ist an diesem Deckel 71 befestigt, der seinerseits mit der Hülse 41C verkeilt ist. Infolgedessen werden die Köpfe 64 und die Segmente 66 von der Hülse 41C aus angetrieben. Die Scheiben 68 sind mittels Stiften 104 an der Welle 42 C befestigt.

Es ist hervorzuheben, daß die Spulen A₁B und D auf der Hülse 41,4 und der Welle 42,4 bzw. der Hülse 415 und der Welle 425 bzw. der Hülse 41D und der Welle 42Z) gelagert sind. Distanzbuchsen 18 sind auf die Hülsen 41^4 und 41D aufgeschoben, um die verschiedenen auf diesen Hülsen gelagerten Teile auf gegenseitigem Abstand zu halten.

Wenn der effektive Umfang der Spulen C und D verändert werden soll, wird das Handrad 32 (F i g. 3 und 4) verdreht, so daß es über das Planetengetriebe 21 die Winkelstellung zwischen der Hülse 13 und der Welle 14 in der bereits beschriebenen Weise verstellt. Diese Winkellageverstellung wird sodann über die Zahnräder 15 und 20 auf die Zahnräder 39 C und 4OC übertragen, um auch die Winkelstellung zwischen der Hülse 41C und der Welle 42 C zu verändern. In ähnlicher Weise wird die Winkelverstellung auch auf die Hülse 41D und die Welle 42D über die Zahnräder 39D und 40D übertragen. Infolgedessen wird also die Winkelstellung zwischen den Spulenköpfen 64 und den Scheiben 48 der Spulen C und D gleichzeitig verändert, und die Segmente 66 werden in radialer Richtung verschoben, je nach der Richtung, in der das Handrad 32 verdreht wird, um hierdurch den wirksamen Umfang der Spulen zu verändern. Eine Spiralfeder 72, deren Enden an der Scheibe 68 bzw. an dem Deckel 71 befestigt sind, dient zur Ausschaltung jeglichen Spiels, das in den Zahnradzügen, die die Durchmesser der Spulen steuern, auftreten könnte. Die wirksamen Durchmesser der Spulen A und B werden in der gleichen Weise durch Verdrehung des Handrades 32' (F i g. 3) verändert.

Um die genaue Einstellung des Spulenumfanges zu erleichtern, ist die Vorrichtung mit Zählern 73 und 73' (F i g. 2) versehen, von denen jeder mit einem Planetengetriebe verbunden ist. Dazu treibt ein auf einer Welle 33 (F i g. 4) gelagertes Kettenrad 74 eine Kette 75 an, die über das Kettenrad des Zählers 73 läuft. Es ist zweckmäßig, die Zähler so anzuordnen und einzubauen, daß sie den Spulenumfang in '/.joe cm (Tausendstel-Zoll) anzeigen.

Wie die Fig. 1,2 und 5 zeigen, sind auf dem Gehäuse in seitlichem Abstand voneinander ein Paar Führungsrollen 76 und ein Spannungsanzeiger 77 mit " einer Riemenscheibe 78 angebracht. Ein Aufzeichnungsgerät 79 stellt graphisch die Veränderungen der Belastungen an dem Spannungsmeßgerät 77 dar und weist dazu einen sich in vertikaler Richtung bewegenden Streifen 80 und ein in horizontaler Richtung bewegliches Schreibgerät 81 auf.

Zur Vorbereitung der Vorrichtung auf den Betrieb wird ein Strang des zu prüfenden Materials oder ein Faden T spiralförmig mehrere Male um das Spulenpaar A₁B herumgelegt, und zwar zwischen aufeinanderfolgenden Paaren von aufrecht stehenden Zinken einer kammartigen Führung 82. Das mehrfache Herumlegen verhindert ein Gleiten des Fadens auf den Spulen, und die spiralförmige Wicklung verhindert ein Ubereinanderlegen des Fadens. Von den Spulen A₁ B läuft der Faden unter die eine Führungsrolle 76 über die Spannungsmeßrolle 78 und sodann über die andere Führungsrolle 76. Anschließend wird der Faden spiralförmig mehrmals um das Spulenpaar C₁ D herumgelegt und verläuft zwischen den

ίο Zinken der Führung 82, die diesen Spulen zugeordnet ist. Von dem Spulenpaar C₁ D aus wird der Faden um eine auf einer Welle 86 (F i g. 6) gelagerte Spindel 83 herumgeführt. Die Welle 86 wird von einem Riemen 84 aus angetrieben, der über die Riemenscheibe 16 und über eine auf der Welle 86 angebrachte Riemenscheibe 85 läuft.

Wenn die Zahnräder 39B und 46 gemäß Fig. 3 im Eingriff sind, drehen sich die Aufnahmespulen C und D mit der doppelten Drehzahl wie die Abgabespulend und B. Wenn angenommen wird, daß der kleinste Umfang der Spulen 10 cm und der größte Umfang 20 cm beträgt, kann man durch entsprechende Verstellung der Handräder 32 und 32' eine Dehnung von 0 bis 300% einschließlich einstellen.

Wenn z. B. die Aufnahmespulen C und D einen Umfang von 10 cm und die Abgabespulen A und B einen Umfang von 20 cm haben, so sind dien effektiven Umfangsgeschwindigkeiten der Spulen untereinander gleich. Die Dehnung beträgt dann also Null.

Wenn dagegen die Spulen C und D auf 10,5 cm Umfang und die Spulen A und B auf 20,0 cm Umfang eingestellt werden, so ziehen die Spulen C und D 21,0 cm Faden Γ für jeweils 20 cm, die von den Spulen A und B geliefert werden, ab. Infolgedessen wird also der Faden T zwischen den Spulenpaaren um 5% gedehnt. Die Zahnräder 39 B und 46 werden in Verbindung mit unelastischen Garnen verwendet.

Wenn der Faden T gleichmäßig ist, so zeigt das

Aufzeichnungsgerät 79 eine etwa gerade Linie auf dem Streifen 80, wie z. B. im Bereich 87 angedeutet ist. Wenn jedoch ein Teil des Fadens nicht gleichmäßig ist, z. B. infolge einer Meßveränderung, einer Verdrillung, eines Setzen oder aus irgendeinem anderen Grund, so zeigen sich in der Linie Unregelmäßigkeiten, wie z. B. bei 88 dargestellt. Auf diese Weise können Ungleichmäßigkeiten von Nylonfäden, die horizontale Streifen in Strümpfen zur Folge haben, entdeckt werden, wie auch Veränderungen in der Drillung, die sich beim Ringspinnen ergeben.

Eine Vorrichtung gemäß F i g. 1 ist dazu in der Lage, solche Schwankungen sowohl bei unelastischen Fäden wie aber auch bei elastischen Fäden aufzudecken. Man kann mit dieser Vorrichtung auch die Maximalspannung oder Maximaldehnung ermitteln, mit der der Faden noch mit Sicherheit verwendet werden kann.

Der Knopf 62 kann betätigt werden, um das Zahnrad 46 'mit dem Zahnrad 395 außer Eingriff und das Zahnrad 56 mit dem Zahnrad 50 in Eingriff zu bringen. Diese Schaltung ist zweckmäßig für elastische Fäden. Die Spulen C und D machen dann sechsmal soviel Umdrehungen pro Minute wie die Spulen A und B.

Da die Spulen A und B auf einen Umfang von 20 cm eingestellt werden können, die Spulen C und D dagegen auf einen Umfang von 10 cm, können 60 cm Faden von dem Spulenpaar A und B pro jeweils 20 cm abgegebenem Faden abgezogen wer-

den. Der Faden wird also um 200% gedehnt. Wenn an Stelle dessen die Spulen C und D auf 20 cm Umfang und die Spulen A und B auf 10 cm Umfang eingestellt sind, werden 120 cm Faden pro jeweils 10 cm abgegebenem Faden von den Spulen A und B abgezogen. Der Faden wird dann also um 1100 ⁰Zo gedehnt.

Wie bereits beschrieben, können die Umfangslängen der Spulen A, B und C, D so eingestellt werden, daß auch auf einen sich bewegenden Materialstrang eine genaue bestimmte Dehnung ausgeübt wird. Es ist auch möglich, die ausgeübte Dehnung praktisch stufenlos progressiv zu verändern. Es kann also das Ansprechen eines bestimmten Stranges auf praktisch alle Dehnungsgrößen zwischen bestimmten Extremwerten ermittelt werden, so daß eine echte kontinuierliche Dehnungs - Spannungs - Kurve graphisch aufgezeichnet werden kann.

Mit den Spulen A und B kann ein Tachometer verbunden werden, um die Länge des geprüften Stranges für eine bestimmte Länge des Aufzeichnungsstreifens anzuzeigen.

Nachdem bisher die erste Prüfeinheit 1 beschrieben worden ist, mit der der aufsteigende Ast der Spannungs-Dehnungs-Kurve eines Prüfgutes gemessen werden kann, wird im folgenden der Aufbau und das Zusammenwirken zwischen beiden Prüfeinheiten 1 und 1" erläutert, wodurch eine dynamische und kontinuierliche Messung der Hysteresiseigenschaften eines fadenförmigen Prüfgutes möglich ist.

Zu diesem Zweck ist eine zweite Prüfeinheit 1" vorgesehen, deren Spulen E und F über einen Zahnriemen 91 von der ersten Einheit angetrieben werden. Die Spulen E und F sind in gleicher Weise ausgebildet wie die Spulen A, B, C und D, und die Prüfeinheit 1" hat ebenfalls ein (nicht dargestelltes) Planetenradgetriebe, mittels dessen die Durchmesser der Spulen E und F genau eingestellt werden können. Durch Verwendung eines (ebenfalls nicht dargestellten) Handrades in Verbindung mit dem Planetengetriebe für die Spulen E und F können die Durchmesser dieser Spulen in der gewünschten Weise verstellt werden; dabei wird der Umfang der Spulen E und F durch einen Zähler 73" angezeigt.

Die Prüfeinheit 1" ist mit einem Spannungsdurchmesser 77" versehen, der zwischen den Aufnahmespulen C und D und den Spulen E und F angeordnet ist. Mit dem Meßgerät 77" ist ein (nicht dargestelltes) Aufzeichnungsgerät verbunden.

Es ist wünschenswert, daß die Spulen E und F mit jeder Umfangsgeschwindigkeit laufen können, die im Bereich der durch die Aufnahmespulen C und D erreichten Maximalgeschwindigkeit und der durch die Abgabespulen bestimmten Minimalgeschwindigkeit liegen. Auf diese Weise kann der Hysteresisverlust gemessen werden von dem Maß 0 der Entspannung (d. h. wenn die Spulen E und F die gleiche Umfangsgeschwindigkeit wie die. Spulen C und D haben), bis zum Punkt der maximalen Entspannung, wenn die Spulen E und F die gleiche Umfangsgeschwindigkeit haben wie die Spulen A und B. Wenn angenommen wird, daß sämtliche Spulen auf einen Umfang von 10 cm zusammengezogen oder auf einen Umfang von 20 cm expandiert werden können, und wenn der Motor7 der Prüfeinheit 1 den SpulenC und D eine Umdrehungszahl von 6 Umdrehungen pro Minute erteilt, so können diese Spulen mit Umfangsgeschwindigkeiten von 60 cm bis 120 cm pro Minute angetrieben werden. Je nachdem, ob das Untersetzungsverhältnis 2:1 (Fig. 2) oder 6:1 (F i g. 3) benutzt wird, haben die Spulen A und B eine minimale Umfangsgeschwindigkeit von 10 cm pro Minute oder eine maximale Umfangsgeschwindigkeit von 60 cm pro Minute. Dementsprechend sollten die Spulen E und F auf alle Umfangsgeschwindigkeiten im Bereich von 10 cm pro Minute und 120 cm pro Minute eingestellt werden können.

ίο Wenn angenommen wird, daß die Riemenscheibe 92 den doppelten Durchmesser der Riemenscheibe 90 hat, so könnte dieser Bereich durch folgende Durchmesserverhältnisse zwischen dem Zahnrad 94 und dem Zahnrad 100 ausgefüllt werden: 1. 1 : 3, 2. 2 : 3,

3. 1 : 1, 4. IVs : 1, 5. 2 : 1. Der entsprechende Bereich der Umfangsgeschwindigkeiten der Spulen E und F würde dann der folgende sein: 1. 10 bis 20 cm pro Minute, 2. 20 bis 40 cm pro Minute, 3. 30 bis 60 cm pro Minute, 4. 40 bis 80 cm pro Minute,

5. 60 bis 120 cm pro Minute. Es ist offensichtlich, daß auch ein anderes Getriebe zur Ausfüllung dieses Bereichs verwendet werden kann oder auch jedes anderen Bereichs, der erforderlich sein kann, um andere Untersetzungsverhältnisse zwischen den Spulen C und D und A und B der Hauptprüf einheit einzustellen.

Im Betrieb läuft ein zu prüfender Materialstrang, der zwischen den Spulen A, B und C, D gedehnt wird, von den Spulen C, D unter die Rolle 76" der Einheit 1", und sodann über die Rolle 78" am Ende des Spannungsmessers 77" unter die Rolle 76" und um die Spulen E und F herum. Zuletzt wird der Strang von einer (nicht dargestellten) Spule aufgenommen, die von der Hülse 13" aus über einen Riemen und einen (nicht dargestellten) Riementrieb angetrieben wird, der ähnlich ist dem Antrieb der Spule 83 der Prüfeinheit 1. Das Maß der Entspannung des Stranges ergibt sich durch ein bestimmtes Verhältnis zwischen den Umfangsgeschwindigkeiten der Spulen C, D und E, F.

Durch Dehnen eines sich bewegenden Materialstranges zwischen den Spulen A, B und C, D und Entspannen des Stranges zwischen den Spulen C, D und den Spulen E, F unter Aufzeichnung der Kraft, die im ersten Falle zur Dehnung nötig ist und die im zweiten Falle nötig ist, um eine vollständige Entlastung zu verhindern, ist es möglich, für einen Materialstrang eine genaue Dehnungs-Spannungs- bzw. Hysteresiskurve aufzuzeichnen.

Ein Aufzeichnungsgerät mit mehreren Schreibstiften, von denen jeweils einer die Meßwerte einer der beiden Spannungsmeßgeräte aufzeichnet, kann verwendet werden, um die Spannungs-Dehnungs- und die Hysteresiseigenschaften auf einem einzigen Aufzeichnungsstreifen graphisch darzustellen.

Die Geschwindigkeit des Stranges kann genau festgestellt werden durch Verwendung eines mit den Spulen A, B verbundenen Tachometers. Da der Umfang der Spulen durch den Zähler 73' angezeigt wird, kann die Umfangsgeschwindigkeit der Spulen A, B leicht errechnet werden. Da sämtliche Spulen von einer Antriebsquelle aus angetrieben und über Zahnräder miteinander verbunden sind, ist es auch möglich, die Umfangsgeschwindigkeiten sämtlicher Spulen zu errechnen, wozu die durch die mit den Spulen verbundenen Zähler angezeigte Umfangsmessung herangezogen wird. Selbstverständlich können auch noch weitere zusätzliche Prüfeinheiten, wie die Ein-

heit 1" hinzugefügt und jeweils von der nachfolgenden Prüfeinheit angetrieben werden. Auf diese Weise kann ein zu prüfender Materialstrang so oft wie gewünscht abwechselnd gedehnt und wieder entspannt werden. Der Strang kann auch zunächst mittels einer Hilfsapparatur von seiner Vorratsstelle abgezogen und zwecks Dehnung unter Spannung gesetzt werden. Der Strang kann sodann aus dieser Zone in eine weitere Zone übergeführt werden, in der er entspannt werden kann, und dieses Verfahren kann beliebig oft wiederholt werden, bevor das Material in die Prüfeinheiten, wie z. B. 1 und 1", hineinläuft. Es kann natürlich auch eine andere Reihenfolge von Verfahrensschritten angewendet werden, wie z. B. eine Dehnung des Stranges um ein bestimmtes Maß in der ersten Einheit und sodann eine Erhöhung der Dehnung um vorbestimmte Beträge in den darauffolgenden Einheiten. In ähnlicher Weise kann die Dehnung des Stranges auch zwischen den aufeinanderfolgenden Einheiten progressiv verringert werden.

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Prüfen des Spannungs-Dehnungs - Verhaltens von durchlaufendem, fadenförmigem Meßgut in kontinuierlicher Folge, wobei das Meßgut schlupflos auf ein Lieferwalzenpaar aufgewickelt und durch ein Abzugswalzenpaar, dessen Umfangsgeschwindigkeit größer als die des Lieferwalzenpaares ist, abgezogen und die Spannung des zwischen diesen beiden Walzenpaaren gedehnten Meßgutes durch eine Meßvorrichtung erfaßt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das das Abzugswalzenpaar (CD) verlassende Meßgut in gedehntem Zustand von einem weiteren Abzugswalzenpaar (EF) aufgenommen wird, das eine Entspannung oder weitere Dehnung auf das Meßgut ausübt, und daß die Spannung des Meßgutes zwischen den beiden Abzugswalzenpaaren (CD, EF) gemessen sowie das Verhältnis der Dehnungen in den beiden Prüfzonen während des Durchlaufens des Meßgutes nacheinander auf vorbestimmte Werte eingestellt wird und die Spannungsmeßwerte für die jeweils verschiedenen Dehnungszustände beider Prüfzonen miteinander verglichen werden.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 mit einem Lieferwalzenpaar und einem Abzugswalzenpaar für das fadenförmige Meßgut mit gleicher Umfangsgeschwindigkeit für die einzelnen Walzen jedes Walzenpaares und einem Spannungsmeßgerät zwischen den Walzenpaaren, dadurch gekennzeichnet, daß dem Abzugswalzenpaar (CD) ein weiteres Abzugswalzenpaar (EF) und ein weiteres Spannungsmeßgerät (77") zwischen den Abzugswalzenpaaren (CD, EF) nachfolgt und daß mindestens eines der Walzenpaare aus in Umfangsrichtung und parallel zur Walzenachse angeordneten, einzelnen langgestreckten Segmenten (66) gebildet ist, die gemeinsam während des Umlaufs radial verstellbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radial bewegbaren Segmente (66) durch radiale Schlitze (65) in einander gegenüberliegenden Walzenköpfen (64) geführt sind und mit Stiften (70) in spiralförmige Nuten (69) einander gegenüberliegender Scheiben (68) der Walze ragen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenköpfe (64) an einer koaxial zur Welle (42C) angeordneten Hülse (41C) und die Scheiben (68) der Walzen an der Welle (42C) befestigt sind und daß ein Umlaufgetriebe (21) zur Änderung der Winkelstellung zwischen Hülse und Welle, die mit gleicher Winkelgeschwindigkeit rotieren, vorgesehen ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen