DE19716134C2 - Fadenspannungssensor - Google Patents
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der
Messwertaufnehmer. Sie betrifft einen Fadenspannungssensor
gemäss dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Ein solcher Fadenspannungssensor ist z. B. aus der Druck
schrift EP 0 744 602 A1 bekannt.
Bei Textilmaschinen, in denen textile Fäden verarbeitet wer
den, wie z. B. Spinnmaschinen, Spulmaschinen, Nähmaschinen,
Strickmaschinen, Texturiermaschinen oder Zettelmaschinen, ist
die Fadenspannung eine entscheidende Prozessgrösse. Insbeson
dere können durch Auswertung des Fadenspannungsmesswertes
bzw. -signals wichtige Schlüsse im Hinblick auf den Zustand
des betreffenden Prozesses gewonnen werden. Mit einer geeig
neten Fadenspannungssensorik können beispielsweise automati
sche Regelkreise zur Optimierung des Prozesses oder Systeme
zur Qualitätskontrolle des Garns aufgebaut werden.
An einen industrietauglichen, d. h. insbesondere an die rauhen
Umgebungsbedingungen angepassten, Fadenspannungssensor werden
eine Reihe von Anforderungen gestellt. Der Sensor muss
- - eine hohe Federspannungsfrequenz (bis zu mehrere kHz) mes sen können, um bei hohen Fadenlaufgeschwindigkeiten (den Messprozess modulierende) Unregelmässigkeiten in der Fa denstruktur detektieren zu können,
- - verschmutzungsunempfindlich sein (z. B. gegen Staub und Feuchtigkeit),
- - eine minimale Fadenumlenkung (< 20°) erzeugen, um den Fa denlauf im jeweiligen Prozess nicht zu stark zu verändern,
- - unempfindlich sein bezüglich der Erwärmung, die der schnell laufende Faden aufgrund der unvermeidlichen Rei bung am Sensor erzeugt, damit keine temperaturbedingte Drift bei der Messung entsteht,
- - kostengünstig sein, weil er in grossen Stückzahlen und an vielen Stellen eines Prozesses eingesetzt wird, und
- - nahezu keine Hysterese aufweisen.
Die heute bekannten Systeme werden diesen Anforderungen nicht
gerecht, wobei vor allem das Problem der Erwärmung durch die
Fadenreibung eine zentrale Rolle spielt.
Wie in der eingangs genannten EP 0 744 602 A1 eingehend be
schrieben wird (siehe z. B. die Zusammenfassung), wird durch
die Reibung des am Umlenkungspunkt des Sensors umgelenkten
Fadens Wärme erzeugt, die bei Einkopplung in die Membran des
Sensors zu einer Wärmeausdehnung der Membran führen kann.
Diese Wärmeausdehnung erzeugt in den Dehnungsmesselementen
ein Fehlsignal, welches dem Nutzsignal überlagert ist und die
Messung der Fadenspannung massgeblich verfälschen kann.
Um diese durch die Reibungswärme verursachte Beeinflussung
der Messung zu kompensieren, wird in der Druckschrift vorge
schlagen, die mit der Messbrücke bestückte Membran in einem
besonders geformten Körper (6) aus einem elastischen Mate
rial, z. B. Silikongummi, zu haltern. Durch die elastische,
schwingungsdämpfende und freitragende Lagerung der Membran in
dem elastischen Körper (6) soll der Einfluss der Reibungs
wärme auf die Messung weitgehend aufgehoben werden (Spalte 3,
Zeilen 47 bis 55). Kern der bekannten Lösung des Wärmepro
blems ist also nicht, die Einkopplung der Reibungswärme in
die Membran zu verhindern, sondern durch eine spezielle Lage
rung der Membran die Verspannung der erwärmten Membran mess
technisch zu neutralisieren.
Hierdurch ergeben sich jedoch massive Nachteile anderer Art:
Durch die Lagerung der Membran in dem gummielastischen Körper
(6) und die Einleitung der Fadenspannungs-Kraft in die Mem
bran über den gummielastischen Körper (6) koppelt die Membran
mechanisch stark an den Körper (6) an. Hierdurch wird einer
seits die schwingende Masse massiv erhöht; andererseits er
gibt sich eine Schwingungsdämpfung (S. 3, Zeile 50) und der
elastische Körper (6) bildet selbst ein schwingungsfähiges
System, dessen Eigenschwingungen sich den zu messenden Fa
denspannungsfrequenzen stören überlagern. All dies führt
dazu, dass das Messystem für die Messung höherer Fadenspan
nungsfrequenzen - wie sie durch den anmeldungsgemässen Sensor
ermöglicht werden soll - vollkommen ungeeignet ist.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Fadenspannungssen
sor zu schaffen, der diese Schwierigkeiten überwindet und den
Einfluss der Reibungswärme auf die Messung eliminiert.
Die Aufgabe wird bei einem Fadenspannungssensor der eingangs
genannten Art durch die Gesamtheit der Merkmale des Anspruchs
1 gelöst.
Anders als bei Lösungen, bei denen die Kraftmesseinrichtung
thermostatisch auf einer konstanten Arbeitstemperatur gehal
ten oder Temperaturdriften elektronisch oder rechnerisch kom
pensiert werden, wird durch die erfindungsgemässen Entkopp
lungsmittel sichergestellt, dass die Reibungswärme gar nicht
erst bis zur Kraftmesseinrichtung gelangt und dort auch nicht
zu einer Drift in der Messung führen kann. Hierdurch ergibt
sich ein besonders einfacher und robuster Aufbau der Mess-
und Auswerteeinrichtungen.
Gemäss einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel umfassen
die Entkopplungsmittel ein starres, stabförmiges Kraftüber
tragungselement aus einem thermisch schlecht leitenden Mate
rial, ist das Kraftübertragungselement als eigenständiges,
von der Kraftmesseinrichtung unabhängiges Element ausgebil
det, ist das Kraftübertragungselement innerhalb des Faden
spannungssensors quer zur Faden beweglich gelagert, sind Füh
rungsmittel vorgesehen, welche das Kraftübertragungselement
in seiner Bewegung quer zum Faden führen, umfassen die Füh
rungsmittel wenigstens ein in einer Ebene quer zum Kraftüber
tragungselement liegendes, membranförmiges Führungselement,
welches randseitig gelagert ist, und durch welches das
Kraftübertragungslement in der Mitte hindurchgeführt und ge
lagert ist. Durch das starre, thermisch schlecht leitende
Kraftübertragungselement können Kräfte zur Kraftmesseinrich
tung übertragen werden, ohne dass die durch Fadenreibung er
zeugte Wärme in die Messeinrichtung gelangt. Das membranför
mige Führungselement hält und führt das Kraftübertragungsele
ment und bietet zugleich der darunterliegenden Kraftmessein
richtung Schutz gegen Staub, Feuchtigkeit und andere Um
welteinflüsse. Darüber hinaus wird durch diese Art der gleit-
und reibungsfreien Führung sichergestellt, dass die Führung
durch Staub und dgl. nicht beeinträchtigt werden kann.
Eine weitere bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäs
sen Fadenspannungssensors ist dadurch gekennzeichnet, dass am
einen Ende des Kraftübertragungselementes ein Fadenumlen
kungselement angeordnet ist, über welches der Faden umgelenkt
wird, und welches die vom Faden am Umlenkungspunkt ausgeübte
Querkraft in das Kraftübertragungselement einleitet, und dass
die Kraftmesseinrichtung durch das andere Ende des
Kraftübertragungselementes mit der zu messenden Kraft be
aufschlagt wird. Durch die Trennung von Kraftübertragungs
element und Fadenumlenkungselement wird es möglich, beide
Elemente jeweils optimal an ihre Funktion anzupassen, wobei
das Fadenumlenkungselement vor allem abriebfest und hitzebe
ständig sein muss, während das Kraftübertragungselement vor
allem mechanisch starr und thermisch schlecht leitend sein
sollte.
In einer ersten bevorzugten Weiterbildung dieser Ausführungs
form ist das Fadenumlenkungselement als quer zum Faden lie
gendes Röhrchen ausgebildet. Die Röhrchenform erlaubt auf
grund der runden Form sanftes Umlenken des Fadens. Zugleich
kann durch das Röhrchen Luft zirkulieren und die Reibungs
wärme abführen.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform weist das Fa
denumlenkungselement eine quer zum Faden liegende Kante auf.
Durch eine solche Kante erfolgt die Umlenkung des Fadens we
niger sanft als im Falle des Röhrchens, jedoch ergibt sich
eine höhere Ortsauflösung bei der Messung von Unregelmässig
keiten des Fadens.
Eine andere bevorzugte Ausführungsform des Fadenspannungssen
sors nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das
Kraftübertragungselement, die Kraftmesseinrichtung und die
Führungsmittel in einem nach oben offenen Gehäuse unterge
bracht sind, und dass das wenigstens eine membranförmige Füh
rungselement das Gehäuse nach oben hin abschliesst. Hierdurch
wird ein maximaler Schutz des Sensors gegen schädliche Um
welteinflüsse erreicht.
Um eine sichere Führung des Fadens über das Fadenumlenkungse
lement zu erreichen, sind gemäss einer bevorzugten Weiterbil
dung dieser Ausführungsform zur Seitenführung des Fadens in
Fadenrichtung auf gegenüberliegenden Seiten des Umlenkungs
punktes Mittel zur seitlichen Führung des Fadens vorgesehen,
sind diese Führungsmittel am Gehäuse angebracht, und umfassen
die Führungsmittel zwei Führungsschlitze in den Wänden des
Gehäuses umfassen.
Weitere Ausführungsformen ergeben sich aus den abhängigen An
sprüchen.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand von Ausführungsbeispie
len im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert werden.
Es zeigen
Fig. 1 in schematisierter Darstellung im Längsschnitt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen Fa
denspannungssensor nach der Erfindung mit
röhrchenförmigem Fadenumlenkungselement;
Fig. 2 im Ausschnitt ein zu Fig. 1 alternatives Fadenum
lenkungselement mit Kante;
Fig. 3 einen zu Fig. 1 alternativen Sensor, bei welchem
das zweite (untere) Führungselement direkt auf
dem Kraftaufnehmer angeordnet ist; und
Fig. 4 in der Seitenansicht einen der Führungsschlitze
des Sensors nach Fig. 1 mit abriebfestem Keramik
einsatz.
In Fig. 1 ist in schematisierter Darstellung im Längsschnitt
ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für einen Fadenspannungs
sensor nach der Erfindung mit röhrchenförmigem Fadenumlen
kungselement wiedergegeben. Der Fadenspannungssensor 1 ist in
einem (beispielsweise rechteckigen) nach oben offenen Gehäuse
2 untergebracht, welches beispielsweise aus Metall, insbeson
dere Aluminium, oder Kunststoff bestehen kann. Innerhalb des
Gehäuses 2 ist zur Messung der Fadenspannung bzw. der Kraft
eine Kraftmesseinrichtung in Form eines Kraftaufnehmers 19
untergebracht. Dar Kraftaufnehmer 19 ist vorzugsweise eine
massive keramische Platte, die im Mittelbereich in eine dünne
Membran 20 übergeht. Auf (unteren) Oberfläche der Membran 20
ist eine piezoresistiv arbeitende Messbrücke 21 angebracht,
mit deren Hilfe die Dehnungen gemessen werden können, die bei
einer Durchbiegung der Membran 20 entstehen. Die Messbrücke
21 ist über Messleitungen 22 mit einer unterhalb des
Kraftaufnehmers 9 im Gehäuse 2 angeordneten Messelektronik 23
verbunden. Das in der Messelektronik 23 aufbereitete
Messignal wird über Anschlussleitungen 24 durch eine Durch
führung 8 im Boden des Gehäuses 2 nach aussen geführt. Der
Kraftaufnehmer 19 sitzt spannungsfrei in entsprechenden Nuten
in den Gehäusewänden 3, 4.
Oberhalb des Kraftaufnehmers 19 ist im Gehäuse 2 ein separa
tes, stabförmiges Kraftübertragungselement 11 senkrecht ste
hend angeordnet. Mit seiner unteren, abgerundeten Spitze 14
steht das Kraftübertragungselement 11 in der Mitte auf der
Membran 20 des Kraftaufnehmers 19 auf. An seinem oberen Ende
trägt das Kraftübertragungselement 11 ein quer liegendes,
röhrchenförmiges Fadenumlenkungselement 10, über welches der
Faden 9 geführt wird, dessen Spannung gemessen werden soll.
Das Fadenumlenkungselement ist aus einem abriebfesten und
hitzebeständigen Material, vorzugsweise einer Aluminiumoxid
keramik. Der Faden 9 wird direkt an einem Umlenkungspunkt 25
am Fadenumlenkungselement 10 um einen Winkel nach unten umge
lenkt, der vorzugsweise kleiner oder etwa gleich 20° ist. Be
dingt durch die Umlenkung übt der unter Spannung stehende Fa
den 9 quer zum Faden 9 eine nach unten gerichtete Kraft auf
das Kraftübertragungselement 11 aus, die von dem Kraftüber
tragungselement 11 auf die Membran 20 des Kraftaufnehmers 19
übertragen wird. Das Kraftübertragungselement 11 ist dazu in
senkrechter Richtung beweglich innerhalb des Gehäuses aufge
hängt und geführt. Die Befestigung und Führung erfolgt durch
zwei übereinander in einem Abstand angeordnete membranförmige
Führungselemente 15 und 17.
Die Führungselemente 15, 17 sind randseitig in entsprechende
Nuten in den Gehäusewänden 3, 4 eingeschoben und gelagert.
Die Führungselemente 15, 17 weisen in der Mitte jeweils
Durchgangslöcher 16 bzw. 18 auf, durch welche das stabförmige
Kraftübertragungselement 11 hindurchgesteckt ist. Entspre
chende Einschnürungen 12, 13 im Kraftübertragungselement 11
sorgen dafür, dass das Kraftübertragungselement 11 in den
Führungselementen 15, 17 beim Durchschieben in einer bestimm
ten Position einrastet und fixiert ist. Die membranförmigen
Führungselemente 15, 17 können sich in der Mitte mehr oder
weniger stark durchbiegen. Das Kraftübertragungselement 11
bewegt sich dann entsprechend auf- oder abwärts. Die Verwen
dung von zwei übereinander angeordneten Führungselementen
stellt sicher, dass sich das Kraftübertragungselement 11
nicht seitwärts sondern nur in senkrechter Richtung bewegen
kann. Dadurch wird eine eindeutig definierte Einleitung der
Kraft in die Membran 20 des Kraftaufnehmers 19 erreicht.
Wenn der Faden 9 mit hoher Geschwindigkeit über das Fadenum
lenkungselement 10 läuft, können aufgrund der Reibung lokal
hohe Temperaturen entstehen. Befände sich das
Fadenumlenkungselement 10 in unmittelbarer Nähe des Kraft
aufnehmers 19, könnte die piezoresistive Messbrücke 21, wel
che typischerweise bei derartigen Kraftaufnehmern verwendet
wird, durch die erhöhten Temperaturen stark verstimmt werden,
so dass brauchbare Messungen wegen der unzulässigen Null
punktdrift unmöglich wären. Der gleiche unerwünschte Effekt
könnte auch auftreten, wenn ein Kraftübertragungselement da
zwischengeschaltet wäre, das Kraftübertragungselement aber
thermisch gut leitend (z. B. aus Metall) wäre. Das stabförmige
Kraftübertragungselement 11 muss daher aus einem thermisch
schlecht leitenden Material sein. Gleichzeitig sollte das
Kraftübertragungselement 11 aber auch eine kleine Masse haben
und einen möglichst hohen Elastizitätsmodul aufweisen (starr
sein), um hohe Frequenzen im Kraftverlauf, die üblicherweise
aus lokalen Veränderungen in der Beschaffenheit des Fadens 9
resultieren, übertragen und damit messen zu körnen. Aus den
o. g. Gründen wird daher vorzugsweise ein leichtes und hartes
Kunststoffmaterial wie z. B. ein Polyamid als Werkstoff für
das Kraftübertragungselement 11 gewählt. Auch ein Hartschaum
oder keramische Materialien oder Kombinationen aus diesen Ma
terialien können mit Erfolg als Werkstoff verwendet werden.
Die Distanz zwischen dem Fadenumlenkungselement 10 und dem
Kraftaufnehmer 19 muss zur thermischen Entkopplung genügend
gross sein. Sie beträgt zweckmässigerweise mehrere Millimeter
und ist in dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel grösser als 6
mm.
Die Führungselemente 15, 17 stellen sicher, dass das
Kraftübertragungselement 11 durch die in Fadenrichtung wir
kenden Reibungskräfte nicht gekippt werden kann, sondern nur
eine senkrechte Bewegung ausführen kann. Der Weg, um den sich
das Kraftübertragungselement 11 bewegen muss, ist sehr klein
und wird von der Einfederung der Membran 20 des Kraftaufneh
mers 19 bestimmt. Eine Gleitführung des Kraftübertragungsele
ments (z. B. in einer senkrecht stehenden Gleithülse) würde
Reibungskräfte in Längsrichtung des Kraftübertragungselemen
tes 11 hervorrufen, wodurch eine unzulässige Hysterese im
Ausgangssignal des Sensors verursacht würde. Aus diesen Grün
den wird bevorzugt eine elastische Führung durch eine oder
mehrere membranförmige Führungselemente 15, 17 bevorzugt.
Diese Membranen (15, 17) sind steif in Fadenlaufrichtung und
sehr weich in der Kraftübertragungsrichtung. Ein weiterer
entscheidender Vorteil dieser Membranen 15, 17 ist, dass sie
neben der Führungs- auch gleichzeitig eine Dichtungsfunktion
wahrnehmen. Gerade das obere Führungselement 15 schliesst das
Gehäuse 2 nach oben hin ab. Staub und Flüssigkeiten oder
Feuchtigkeit können so nicht in das Gehäuse 2 eindringen. Auf
diese Weise ist eine einwandfreie Funktion des Sensors auch
in rauher Industrieumgebung gewährleistet. Die membranförmi
gen Führungselemente 15, 17 können aus Gummi, Silikonkaut
schuk oder ähnlichen Werkstoffen hergestellt werden und ggf.
auch durch Gewebe- oder Fasereinlagen verstärkt sein. Auch
eine Ausführung aus Metall ist möglich, ebenso wie aus Kombi
nationen der o. g. Materialien.
Das röhrchenförmige Fadenumlenkungselement 10 gibt dem umge
lenkten Faden 9 keinerlei seitlichen Halt. Um den Faden 9 de
finiert über das Fadenumlenkungselement 10 führen zu können,
sind in Fadenrichtung vor und hinter dem Umlenkungspunkt 25
Führungsschlitze 6 und 7 in den Gehäusewänden 3, 4 eingelas
sen, durch welche der Faden 9 läuft und seitlich geführt
wird. Ist das Gehäuse 2 aus einem Metall, ist es zweckmässig,
zur Vermeidung von Abrieb und einer Beschädigung des Fadens 9
im Bereich der Führungsschlitze 6 bzw. 7 geschlitzte Keramik
einsätze 28 (mit vorzugsweise abgerundeten Kanten) vorzuse
hen, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.
Das röhrchenförmige Fadenumlenkungselement der Fig. 4 hat der
Vorteil, dass der Faden 9 sehr "weich" umgelenkt wird, weil
sich die Umlenkung über einen längeren Abschnitt des Aussen
umfangs erstreckt. Gleichzeitig kann das Element durch die
hindurchtretende Luft zusätzlich gekühlt werden. Die "weiche"
Umlenkung hat jedoch zur Folge, dass bei der Kraftmessung
über einen längeren Fadenabschnitt gemittelt wird. Weist der
Faden 9 beispielsweise sehr kurz aufeinanderfolgende Dicke
schwankungen auf, werden diese Dickeschwankungen herausgemit
telt und können durch den Sensor nicht diskriminiert werden.
Ist eine solche Diskriminierung wünschenswert, ist es zweck
mässig, gemäss Fig. 2 ein Fadenumlenkungselement 26 zu ver
wenden, welches eine quer zum Faden 9 liegende (nur leicht
gerundete) Kante aufweist. Hierdurch wir eine sehr feine
örtliche Auflösung in den Fadeneigenschaften erreicht, die
sich entsprechend der Fadenlaufgeschwindigkeit in hohen Fre
quenzen des Messignals bemerkbar macht.
Wird gemäss Fig. 3 zur Führung (und Abdichtung) nur ein mem
branförmiges Führungselement 15 verwendet, müssen andere zu
sätzliche Führungsmittel eingesetzt werden. Dies kann bei
spielsweise ein ringförmiges Führungselement 27 sein, welches
direkt auf dem Kraftaufnehmer 19 befestigt ist, und das
Kraftübertragungselement 11 im Bereich unmittelbar über der
Membran 20 führt. Das Führungselement 27 muss dabei so ausge
bildet und befestigt werden, dass die Beweglichkeit der Mem
bran 20 nicht beeinträchtigt wird.
1
Fadenspannungssensor
2
Gehäuse
3
,
4
Gehäusewand
5
Innenraum (Gehäuse)
6
,
7
Führungsschlitz
8
Durchführung
9
Faden
10
,
26
Fadenumlenkungselement
11
Kraftübertragungselement
12
,
13
Einschnürung
14
Spitze (Kraftübertragungselement)
15
,
17
Führungselement (membranförmig)
16
,
18
Durchgangsloch
19
Kraftaufnehmer
20
Membran
21
Messbrücke
22
Messleitung
23
Messelektronik
24
Anschlussleitung
25
Umlenkungspunkt
27
Führungselement
28
Keramikeinsatz
Claims (20)
1. Fadenspannungssensor (1), bei welchem der unter Span
nung stehende Faden (9) an einem Umlenkungspunkt (25) umge
lenkt und die am Umlenkungspunkt (25) quer zum Faden (9) auf
tretende Kraft in eine Kraftmesseinrichtung (19, 20, 21) ein
geleitet und dort gemessen wird, wobei die Kraftmesseinrich
tung einen plattenförmigen Kraftaufnehmer (19) aufweist, des
sen Mittelbereich als Membran (20) ausgebildet ist und eine
auf Dehnungen der Membran (29) ansprechende Messbrücke (21)
trägt, und die zu messende Querkraft des Fadens (9) in die
Membran (20) des Kraftaufnehmers (19) eingeleitet wird, da
durch gekennzeichnet, dass zwischen dem Umlenkungspunkt (25)
und der Kraftmesseinrichtung (19, 20, 21) Mittel (10, 11) zur
thermischen Entkopplung des Umlenkungspunktes (25) und der
Kraftmesseinrichtung (19, 20, 21) vorgesehen sind.
2. Fadenspannungssensor nach Anspruch 1, dadurch gekenn
zeichnet, dass die Mittel zur thermischen Entkopplung (10,
11) ein starres, stabförmiges Kraftübertragungselement (11)
aus einem thermisch schlecht leitenden Material umfassen.
3. Fadenspannungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Kraftübertragungselement (11) aus einem
Kunststoff besteht.
4. Fadenspannungssensor nach Anspruch 3, dadurch gekenn
zeichnet, dass der Kunststoff ein Polyamid ist.
5. Fadenspannungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Kraftübertragungselement (11) aus einer
Keramik besteht.
6. Fadenspannungssensor nach Anspruch 2, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Kraftübertragungselement (11) aus einem
Hartschaum besteht.
7. Fadenspannungssensor nach einem der Ansprüche 2 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, dass am einen Ende des Kraftübertra
gungselementes (11) ein Fadenumlenkungselement (10, 26) ange
ordnet ist, über welches der Faden (9) umgelenkt wird, und
welches die vom Faden (9) am Umlenkungspunkt ausgeübte Quer
kraft in das Kraftübertragungselement (11) einleitet, und
dass die Kraftmesseinrichtung (19, 20, 21) durch das andere
Ende des Kraftübertragungselementes (11) mit der zu messenden
Kraft beaufschlagt wird.
8. Fadenspannungssensor nach Anspruch 7, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Fadenumlenkungselement (10, 26) aus einem
abriebfesten Material besteht.
9. Fadenspannungssensor nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, dass das abriebfeste Material eine Aluminiumoxid
keramik ist.
10. Fadenspannungssensor nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Fadenumlenkungselement (10) als quer zum
Faden (9) liegendes Röhrchen ausgebildet ist.
11. Fadenspannungssensor nach Anspruch 8, dadurch gekenn
zeichnet, dass das Fadenumlenkungselement (26) eine quer zum
Faden (9) liegende Kante aufweist.
12. Fadenspannungssensor nach einem der Ansprüche 3 bis
10, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement
(11) als eigenständiges, von der die Kraftmesseinrichtung
(19, 20, 21) unabhängiges Element ausgebildet ist, dass das
Kraftübertragungselement (11) innerhalb des Fadenspannungs
sensors (1) quer zum Faden (9) beweglich gelagert ist, und
dass Führungsmittel (15, 17, 27) vorgesehen sind, welche das
Kraftübertragungselement (11) in seiner Bewegung quer zum Fa
den (9) führen.
13. Fadenspannungssensor nach Anspruch 11, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Führungsmittel (15, 17, 27) wenigstens
ein in einer Ebene quer zum Kraftübertragungselement (11)
liegendes, membranförmiges Führungselement (15) umfassen,
welches randseitig gelagert ist, und durch welches das
Kraftübertragungselement (11) in der Mitte hindurchgeführt
und gelagert ist.
14. Fadenspannungssensor nach Anspruch 13, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Führungsmittel zwei membranförmige
Führungselemente (15, 17) umfassen, die in zwei übereinander
liegenden, voneinander beabstandeten, und quer zum
Kraftübertragungselement (11) orientierten Ebenen liegen,
wobei die Führungselemente (15, 17) randseitig gelagert sind,
und in der Mitte der Führungselemente (15, 17) das
Kraftübertragungselement (11) hindurchgeführt und gelagert
ist.
15. Fadenspannungssensor nach einem der Ansprüche 12 bis
14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungsele
ment (11) mit seinem dem Faden (9) abgewandten Ende auf der
Membran (20) des Kraftaufnehmers (19) aufsitzt.
16. Fadenspannungssensor nach einem der Ansprüche 13 oder
14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kraftübertragungselement
(11), die Kraftmesseinrichtung (19, 20, 21) und die Führungs
mittel (15, 17, 27) in einem nach oben offenen Gehäuse (2)
untergebracht sind, und dass das wenigstens eine membranför
mige Führungselement (15) das Gehäuse (2) nach oben hin ab
schliesst.
17. Fadenspannungssensor nach Anspruch 16, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Kraftmesseinrichtung (19, 20, 21) an
eine Messelektronik (23) angeschlossen ist, und dass die
Messelektronik (23) ebenfalls im Gehäuse (2) untergebracht
ist.
18. Fadenspannungssensor nach Anspruch 16, dadurch ge
kennzeichnet, dass am Gehäuse (2) zur Seitenführung des Fa
dens (9) in Fadenrichtung auf der gegenüberliegenden Seite
des Umlenkungspunktes (25) Mittel (6, 7) zur seitlichen Füh
rung des Fadens (9) vorgesehen sind.
19. Fadenspannungssensor nach Anspruch 18, dadurch ge
kennzeichnet, dass die Führungsmittel zwei Führungsschlitze
(6, 7) in den Wänden (3, 4) des Gehäuses (2) umfassen.
20. Fadenspannungssensor nach einem der Ansprüche 18 oder
19, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungsmittel (6, 7)
mit einem abriebfesten Keramikeinsatz (28) ausgestattet sind.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997116134 DE19716134C5 (de) | 1997-04-17 | 1997-04-17 | Fadenspannungssensor |
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