DE19924741A1 - Meßvorrichtung für die Reibeigenschaften von textilen Fäden - Google Patents
Meßvorrichtung für die Reibeigenschaften von textilen FädenInfo
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Abstract
Vorrichtung zur Messung der Reibeigenschaften von textilen Fäden, mit einer durch den Faden nicht mitnehmbaren Meßbremsvorrichtung, mit zwei Umlenkrollen zur Umlenkung des Fadens, wobei das eine der beiden, zwischen den Umlenkrollen befindliche Trum die Meßbremsvorrichtung durchläuft, und mit einer Ausgabestelle für das Meßergebnis der Meßvorrichtung, wobei beide Umlenkrollen (5, 5) an einem gemeinsamen starren Träger (16, 17, 18) gelagert sind, der Träger (16, 17, 18) in Meßrichtung des Trums (28) Bewegungsfreiheit hat und der Träger (16, 17, 18) ist mit einer Kraftmeßvorrichtung (4) verbunden, die mißt, welche Kraft die Meßbremsvorrichtung (6) auf das Trum (28) bei dessen Durchlauf ausübt.
Description
Diese Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs
1. Eine solche Vorrichtung ist durch ein Gerät der Firma Zweigle Textilprüfmaschi
nen GmbH & Co. KG bekannt. Dieses Gerät hat die Gerätetypenbezeichnung
G532. Beschrieben wird dieses Gerät auch in "chemiefasern/textil-industrie 24/76"
(1974) auf S. 276 bis 282. Solche Geräte werden vor allem dazu verwendet, den
Grad der Paraffinierung von textilen Fäden zum einen festzustellen und zum ande
ren zu optimieren. Der Reibungswert µ - eine dimensionslose Größe - aber auch
sonst mit der Reibung zusammenhängende Werte, wie z. B. die Reibkraft, sind
wichtig dafür, wie groß z. B. die Strickstücke bei Maschenwaren ausfallen. Bei
konstanten Einstellbedingungen der Verarbeitungsmaschine können Strickstücke
unterschiedliche Längen haben und so zum Teil beträchtlich vom Sollmaß abwei
chen. Ist die Paraffinierung zu nieder, ist der Reibwert zu hoch, und die Stücklän
ge ist zu klein. Ist der Reibungskoeffizient nieder, dann ist die Stücklänge zum ei
nen größer und auch konstanter.
Auch die Überparaffinierung erhöht den Reibwert. Der Kurvenast für die Unter
paraffinierung läuft sehr steil, so daß kleine Änderungen der Paraffinmenge sehr
große Reibwertunterschiede zeitigen.
Nachteilig am Gerät G532 ist vor allem, daß die Fadenzugkraft vor der Bremse
einen Einfluß auf den Reibwert hat.
Bei der bekannten Vorrichtung ist während des Meßvorgangs eine der Um
lenkrollen in Längsrichtung unbeweglich, während die andere Rolle sich in Längs
richtung hin- und herbewegen kann und auch hin- und herbewegt wird, je nach
dem wie groß die Kraft im Faden nach der Flachreibungsbremse ist. Die bewegli
che Umlenkrolle wird um so mehr zu der anderen Umlenkrolle hingezogen, je hö
her der Reibwert ist. Die Rückstellkraft bringt eine Feder auf. Das System wird
durch eine Dämpfungsvorrichtung gedämpft, die mit Dämpferöl arbeitet. Dieses Öl
ist ein Spezialöl und kann altem. Es kann auch auslaufen, wenn das Gerät zu sehr
gekippt wird. Die bewegliche Umlenkrolle durchläuft vom Reibwert 0 bis zu dem
Reibwert 0,5 erhebliche Strecken und hat damit die Nachteile eines mechani
schen, massebehafteten Systems.
Aufgabe der Erfindung ist es, dieses Meßgerät zu verbessern, vor allem dahinge
hend, daß der Einfluß der Fadenzugkraft vor der Bremse nicht mehr in den Reib
wert µ eingeht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die aus dem kennzeichnenden Teil
des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmale gelöst. Dadurch, daß die beiden
Umlenkrollen an einem gemeinsamen starren Träger befestigt sind, wird die Fa
denzugkraft vor der Bremse und nach der Bremse kompensiert.
Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erreicht man, daß die Umlenkrollen sich
gemeinsam bewegen.
Durch die Merkmale des Anspruchs 3 erreicht man, daß die geometrischen Ver
hältnisse übersichtlich bleiben und keine schlecht überschaubaren Kraftkompo
nenten entstehen.
Durch die Merkmale des Anspruchs 4 erreicht man, daß die Trums praktisch keine
Komponenten parallel zur Normalkraft der Meßbremsvorrichtung ausüben.
Durch die Merkmale des Anspruchs 5 erreicht man, daß die Bewegungen der
Umlenkrollen linear erfaßt werden können. Durch die Merkmale des Anspruchs 6
erreicht man, daß der Träger geschützt ist und die Umlenkrollen trotzdem in übli
cher Weise vor der Frontplatte verlaufen.
Durch die Merkmale des Anspruchs 7 erreicht man ohne Zwischenglieder eine
Verbindung des Trägers mit der Kraftmeßvorrichtung.
Durch die Merkmale des Anspruchs 8 lagert der Stab sowohl die Kraftmeßvor
richtung als auch den Träger als auch die Umlenkrollen.
Durch die Merkmale des Anspruchs 9 wird die Kraftmeßvorrichtung sehr einfach
und trotzdem sehr empfindlich. Die Dehnungsmeßstreifen-Technik ist erprobt. Die
translatorische Bewegung des Trägers um einige Zehntel Millimeter wie z. B. 2 bis
3/10 mm reicht völlig aus, so daß große Bewegungen vermieden werden und auch
Dämpferöl-Vorrichtungen entfallen können.
Obwohl Dehnungsmeßstreifen-Meßvorrichtungen, insbesondere solche nach dem
Halb-Brückenprinzip bevorzugt werden, sind auch andere Kraftmeßvorrichtungen
möglich, wie z. B. solche, die mit dem Piezoeffekt arbeiten (Anspruch 10).
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 11 kann man die übliche Meßbremsvor
richtung, wie sie auch z. B. beim Gerät G532 verwendet wird, weiter verwenden
und erhält in diesem Fall den dimensionslosen Reibwertkoeffizienten.
Gleiches gilt für die Merkmale des Anspruchs 12.
Durch die Merkmale des Anspruchs 13 erhält man zwar nicht direkt den Reibwert,
sondern die Reibkraft, die jedoch in vielen Fällen ebenfalls interessant ist. Je
nachdem kann man die Vorrichtung vom Flachreibungstyp gegen die Vorrichtung
vom Umschlingungstyp auswechseln.
Durch die Merkmale des Anspruchs 14 erreicht man, daß in üblicher und bekann
ter Weise mit den Schlichtemittel-Gebem bzw. Paraffineuren weitergearbeitet
werden kann. Diese sind ortsfest angebracht.
Die Erfindung wird nunmehr anhand eines bevorzugten, schematischen Ausfüh
rungsbeispiels erläutert. Ferner werden einige mathematische Überlegungen an
gestellt.
In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 die Frontansicht des Meßgeräts, teilweise aufgebrochen, in ähnli
cher Anordnung wie das bekannte Gerät G532,
Fig. 2 den mittleren Bereich von Fig. 1 in einem größeren Maßstab,
Fig. 3 eine Ansicht auf diesen mittleren Bereich gemäß dem Pfeil A in
Fig. 2,
Fig. 4 eine schematische Darstellung der Garnrichtungen, Kräfte und der
resultierenden Kraft und
Fig. 5 eine Darstellung der bekannten Konstruktion mit Ableitungen der
Kräfte.
Gemäß Fig. 1 sind ein Faden für Ausleger 1, ein Fadenbremseneinlauf 2 und ein
Halter 3 für einen Paraffinring vorgesehen. Eine linke Umlenkrolle 5 sitzt auf einem
Bolzen 13, der starr ist, horizontal verläuft und in einem Längsschlitz 14 einer
Frontplatte 15 durchquert. Innen ist der biegesteife Bolzen 13 mit einem horizon
talen Stab 16 starr verbunden, der rechts in einen steifen Ring 17 übergeht. Der
Ring 17 seinerseits geht rechts in einen Stab 18 über, der dem Stab 16 gleicht.
Am rechten Ende des Stabs 18 ist ein dem Bolzen 13 gleicher Bolzen 19 starr
befestigt, der nach vorne zu einen Längsschlitz 20 durchquert und die rechte Um
lenkrolle 5 trägt. Fadenführungsmäßig fluchten beide Umlenkrollen 5. Das Gebilde
aus den Umlenkrollen 5, den Bolzen 13, 19, den Stäben 16, 18 und dem Ring 17
ist in der Zeichnungsebene von Fig. 3 um Werte im unteren Mikrometerbereich
beweglich.
Der Ring 17 faßt eine Kraftmeßdose 4. Diese arbeitet in bekannter Weise mit ei
nem Dehnungsmeßstreifen und einem Verstärker. Ihre Basis ist mit einem Ansatz
21 und einem Halteblock 22 steif mit dem Gerät verbunden.
Ebenfalls steif mit dem Gerät 23 ist eine Meßbremse 6 verbunden, die die seither
bekannte Gestalt und Funktion hat. Ihr oberer Teller ist in üblicher Weise durch ein
Gewicht belastbar.
Anstelle der Meßbremse 6 kann - allerdings dann mit dem Ergebnis der Messung
einer Reibkraft - eine Umschlingungsvorrichtung montiert werden.
Eine Auslaufrolle 24 ist gerätefest in bekannter Weise montiert. Im rechten unteren
Bereich des Geräts 23 ist - wie auch im Stand der Technik - eine Transportrolle
13 und eine Garnabsaugung 12 vorgesehen.
Mit dem Öffnungshebel 9 kann man die Andruckrolle 10 abheben und mit dem
Regler 11 die Saugleistung an der Saugdüse 12 regeln.
Mit einer Starttaste 7 und einer Stoptaste 8 kann man dann den Fadenabzug, die
Luftabsaugung und gegebenenfalls auch den Papiervorschub schalten, wobei das
Papier als Aufzeichnungspapier für die Meßwerte dient.
Gemäß Fig. 3 kommt ein zu messender Faden 25 in den Garneinlauf 26, um
schlingt die rechte Umlenkrolle 5 um 180°, läuft in die Meßbremse 6, umschlingt
dann die linke Umlenkrolle 5 um 180° und geht dann zum Garnauslauf 27. Die
Umlenkrollen 5 sind miteinander starr durch die horizontal gestrichelt gezeichnete
Stabvorrichtung 16, 17, 18 verbunden. Diese wiederum ist wieder mit der senk
recht gezeichneten gestrichelten mechanischen Aufnahme verbunden und diese
sitzt auf der Kraftmeßdose 4, von deren elektrische Ausgangswerte werden durch
einen Verstärker verstärkt und das verstärkte Signal wird einem PC zugeführt, der
eine Reibwertkurve zeichnet. Da der Faden zweimal umgelenkt wird, nämlich
durch die Umlenkrollen 5 und diese mechanisch auf einer gemeinsamen Vorrich
tung starr montiert sind, entsteht nur die Reibkraft Fr. Diese kann durch die Kraft
meßdose gemessen werden.
Fig. 4 zeigt das Prinzip des bekannten Reibwertmessgerätes. Der Faden 25
durchquert die beiden Teller. Der obere Teller wird durch ein Gewicht nach unten
gedrückt, wobei die Normalkräfte Fn entstehen. Es gibt eine Kraft Fo, nämlich die
Fadenzugkraft nach der Bremse vom Flachreibungstyp. Ferner entsteht die Fa
denzugkraft Fi vor der Bremse.
Es gilt hier Fo/Fi + µ × 2Fn.
Nach Umformung erhält man µ = (Fo-Fi)/2Fn.
Aus dieser Gleichung erkennt man, daß die Fadenzugkraft Fi einen Einfluß auf
den Reibwert µ hat und insofern die Messung verfälscht wird, wenn Fi gegenüber
Fo nicht vernachlässigbar ist.
Bei der Konstruktion nach der Erfindung kompensieren sich jedoch - und zwar
auch dynamisch - die Kräfte Fo und Fi, so daß nur noch die Reibkraft Fr übrig
bleibt.
Die Umschlingungsebenen der Umlenkkolben sind parallel zur translatorischen
Bewegungsrichtung des Trägers und der Ansprechvorrichtung der Kraftmessvor
richtung.
Claims (14)
1. Vorrichtung zur Messung der Reibeigenschaften von textilen Fäden,
mit einer durch den Faden nicht mitnehmbaren Meßbremsvorrichtung,
mit zwei Umlenkrollen zur Umlenkung des Fadens, wobei das eine der bei den, zwischen den Umlenkrollen befindliche Trums die Meßbremsvorrichtung durchläuft
und mit einer Ausgabestelle für das Meßergebnis der Meßvorrichtung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
mit zwei Umlenkrollen zur Umlenkung des Fadens, wobei das eine der bei den, zwischen den Umlenkrollen befindliche Trums die Meßbremsvorrichtung durchläuft
und mit einer Ausgabestelle für das Meßergebnis der Meßvorrichtung, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:
- a) beide Umlenkrollen (5, 5) sind an einem gemeinsamen starren Träger (16, 17, 18) gelagert,
- b) der Träger (16, 17, 18) hat in Meßrichtung des Trums (28) Bewegungs freiheit,
- c) der Träger (16, 17, 18) ist mit einer Kraftmeßvorrichtung (4) verbunden, die mißt, welche Kraft die Meßbremsvorrichtung (6) auf das Trum (28) bei dessen Durchlauf ausübt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (16,
17, 18) ein metallener Stab ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (16,
17, 18) sich parallel zum Trum (28) erstreckt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß beide Trums
(28, 29) im wesentlichen parallel zueinander verlaufen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (16,
17, 18) im wesentlichen translatorisch zu seiner Längserstreckung bewegbar
ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger hin
ter einer Frontplatte (15) der Vorrichtung (23) angeordnet ist und die Achsen
der Umlenkrollen die Frontplatte mit Freiheit in radialer Richtung durchque
ren, die Umlenkrollen jedoch vor der Frontplatte angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger starr
mit der Kraftmeßvorrichtung verbunden ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeß
vorrichtung starr mit einem elastischen Stab verbunden ist, der zumindest im
wesentlichen im linearen Hooke'schen Bereich auslenkbar ist und der in sei
nem von der Kraftmeßvorrichtung entfernten Bereich starr und in Richtung
des Durchlaufs unbeweglich befestigt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeß
vorrichtung eine Dehnungsstreifen-Meßvorrichtung ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Kraftmeß
vorrichtung eine Piezoeffekt-Meßvorrichtung ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrems
vorrichtung einen oberen und einen unteren Bremsteller aufweist und daß
der obere Bremsteller mit einem Gewicht belastbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrems
vorrichtung eine Durchlauf-Meßbremsvorrichtung vom Flachreibungstyp ist.
13. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßbrems
vorrichtung eine Umschlingungs-Meßbremsvorrichtung vom Typ der Um
schlingungsreibung ist.
14. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Eingang der
Vorrichtung ein Schlichtemittel-Geber, insbesondere ein Paraffineur, vorge
sehen ist.
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Effective date: 20110218 |
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R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |
Effective date: 20141202 |