DE2241375C3 - Temperaturmeßvorrichtung sowie Verfahren zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes einer bewegten Gewebebahn - Google Patents
Temperaturmeßvorrichtung sowie Verfahren zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes einer bewegten GewebebahnInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Tcmpcraturmcßvorrichtung
zur Erfassung der Temperatur einer bewegten Gewebebahn, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1,
sowie ein Verfahren zur Bestimmung und/oder Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes einer bewegten Gewebebahn
unter Verwendung der Tempcraturmcßvomi htung, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 8.
Eine Temperaturmeßvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der US-PS 17 46 937
bekannt Bei dieser bekannten Meßvorrichtung gleitet eine Deckplatte eines Fühlergehäuses auf der Oberfläche
der Gewebebahn. Die Deckplatte steht umfangsseitig über das Fühlergehäuse vor und überbrückt den
freien Raum zwischen den zur Gewebebahn senkrechten Wänden des Fühlergehäuses, so daß aus Stabilitätsgründen
eine gewisse Dicke nicht unterschritten werden kann. An den umfangsseitig vorstehenden Rändern
steht die Deckplatte mit der Umgebung in Verbindung. Da die umfangsseitigen Ränder der Deckplatte darüber
hinaus von der Gewebebahn abgebogen sind, sind diese
is Randbereiche praktisch ausschließlich der Umgebungsluft ausgesetzt, so daß b^i einer gegenüber der
Temperatur der Gewebebahn stark abweichenden Temperatur der Umgebungsatmosphäre eine erhebliche
Wärmeleitung an diesen umfangsseitigen Randabschnitten der Deckplatte erfolgt, welche die Temperatur
der Deckplatte gegenüber derjenigen der Gewebebahn wesentlich ändert.
Daher ist die bekannte Meßvorrichtung für eine Temperaturmessung der Gewebebahn in Atmosphären
mit gegenüber der Gewebebahn stark unterschiedlicher Temperatur, so etwa in Trockenkammern oder dgl.,
nicht geeignet und ergibt sich in jedem Falle eine vergleichsweise lange Ansprechzeit auf Temperaturschwankungen.
Vor allem beim Verdampfen der Feuchtigkeit einer Gewebebahn beispielsweise in einer
Trockenkammer muß sichergestellt verden, daß die mit der Gewebebahn in Berührung befindliche Meßvorrichtung
in keiner Weise von Hör Atmosphäre beeinflußt
wird. Dies vor allem deswegen, wei1 es bei der
J5 Bestimmung des Feuchtigkeitsgehaltes von besonderer
Wichtigkeit ist, die Temperatur der Gewebebahn exakt zu kennen bzw. festzustellen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Meßvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 umrisscnen
Gattung zu schaffen, mit der verzögerungsarm und exakt die Temperatur einer Gewebebahn auch beim
Durchlauf durch eine Atmosphäre mit stark unterschiedlicher Temperatur gemessen werden kann.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.
Dadurch, daß das dünne Mctallblatt der Meßvorrichtung
über ein eigenes Stützgewebt· am Tragelcment abgestützt ist, kann das Metallblatt, welches selbst
allenfalls Zugkräfte durch das Stützgewebc aufzuneh-
■>o men hat, extrem dünn ausgebildet werden. Darüber
hinaus kann auch die Fläche des beispielsweise in der Mitte des Tragelementcs und des Stützgcwcbes
angeordneten Metailblattcs sehr klein gewühlt werden,
so daß das Metallbau insgesamt eine außerordentlich
">">
geringe Kapazität aufweist und daher fast ver/.ögerungsfrci
und exakt auf Tcinperaturünderungen der
Gewebebahn ansprechen kann. Umfangsseitig ist das Metallblatt durch das Stützgewebc. welches schlecht
wärmeleitend ist, isoliert, so daß von der Seite her keine
W) verfälschenden Einflüsse von der Umgebung auf das
Mctallblatt einwirken können und dieses tatsächlich ausschließlich die Temperatur der Gewebebahn niißi.
Obwohl das Metallblatt selbst nur eine geringe Hache
aufweist, ergibt sich für eine gegebene Helaslung ler
hr> Meßvorrichtung gegenüber der Gewebebahn nur ein
gi' ngcr Flächcndriick, da das Slüt/.gcwebe am I Inifang
des Metallblatk-s den Aiiflageiirtick verteilt, so daß not/
salter Anlage des Metallblaltes und damit eines nuten
Wärmeüberganges Beschädigungen der Gewebebahn so gut wie ausgeschlossen sind. Das Stützgewebe gibt
darüber hinaus bei Unregelmäßigkeiten im Gewebe und den in der Gewebebahn auftretenden Vibrationen nach,
so daß auch insoweit keine Beschädigungen der Gewebebahn auftreten können.
Die Unteransprüche 2 bis 7 haben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung zum Inhalt. Mit der
Vorrichtung gemäß Anspruch 7 und dem Verfahren gemäß Anspruch 8 läßt sich darüber hinaus auch der ι ο
Feuchtigkeitsgehalt der bewegten Gewebebahn exakt bestimmen und gegebenenfalls steuern. In diesem
Zusammenhang ist es zwar aus der US-PS Re 17 049 bereits bekannt, neben der Temperatur der Gewebebahn
auch die Temperatur der umgebenden Luft nach der psychometrischen Methode zu bestimmen. Nach der
Lehre dieser Druckschrift wird jedoch kein am Gewebe aufliegender Temperaturmeßfühler verwendet, sondern
wird im Gegenteil Gas über die Gewebeoberfläche geleitet und dessen Temperatur bestimmt, was natürlich
abgesehen von dem hierfür erforderlichen, erheblichen Aufwand auch kein schnelles Ansprechen auf Temperaturänderungen
der Gewebebahn gestattet.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
in Betriebsstellung bei der Messung der Temperatur einer bewegten Gewebebahn;
F i g. 2 die Ansicht von unten der Vorrichtung nach «1
Fig.l;
Fig. 3 einen Schnitt gemäß Linie IH-III aus Fig. 2;
F i g. 4 schematisch eine Schaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Bestimmung und oder Steuerung
des Feuchtigkeitsgehaltes in der Gewebebahn und J5
F i g. 5 einen Schnitt entsprechend F i g. 3 durch eine andere Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist die dort dargestellte erfindiingsgemäße
Vorrientung insgesamt mit 10 bezeichnet. Die Temperaturmeßvorrichtung
10 weist ein Tragelcinent 12 von kreisringförmigem Querschnitt auf, welches um eine
horizontale Achse 14 schwenkbar von einem Paar von Tragarmen 18 gehalten ist. Die horizontale Schwenkachse
14 liegt koaxial zu Drehzapfen 16, mit welchen das Tragelement 12 an den Tragarmen 18 befestigt ist. Die
Tragarme 18 selbst sind ebenfalls schwenkbar, und zwar um eine hindere horizontale Schwenkachse 20, in der ein
Achszapfen 22 liegt. Die Achsen 14 und 20 sind untereinander parallel, wobei in der dargestellten
Betriebslage die Achse 20 oberhalb der Achse 14 und ■>(>
hierzu seiilich versetzt liegt, so daß ein Stoffgewebe 24,
dessen Temperatur gemessen werden soll, in Richtung der Pfeile 25 unier der Achse 20 entlang laufen kann,
wobei die Vorrichtung 10 in der dargestellten Weise auf der Gewebebahn 24 ruht. Rs sei an dieser Stelle darauf «
hingewiesen, daß die Darstellung in Fig.l nicht maßstabsgetreu ist, sondern die Vorrichtung 10 und ihre
Aufhängung relativ zur Gewebebahn 24 zur Verdeutlichung stark vergrößert dargestellt sind. Weilerhin wird
der Achszapfen 22 zumeist beis;:; !sweise direkt oder <*>
über gesonderte Halterungen an den Wänden einer Trockenkammer oder einer Hcißluftkammer zur Thermofixicrung
befestigt sein.
Quer über die Unterseite des ringförmigen Tragelemeiiles
12 isl (vgl. Fig. 2 und J) ein offenmasehiges
<>■"> Stülzgewebe 2f>
ungeordnet, welches ein MeIaIIbIaIt 28 in Form einer dünnen Folienscheibe im Traglement 12
trügt. Das Metallblatt 28 isl mittig im ringförmigen Tragelement 12 angeordnet, und zwar an der dem
Tragelement 12 abgewandten Seite des Stützgewebes 26, so daß das Metallblatt 28 in Betriebsstellung an der
bewegten Gewebebahn 24 anliegt. Das Stützgewebe 26 besteht aus wärmeisolierendem Kunstfaserstoff, was zur
thermischen Isolierung 28 vom ringförmigen Tragelement 12 dient.
An der rückwärtigen Seite des Metallbaues 28 ist ein
Temperaturfühler 30 befestigt, der mit dem Metallblatt 28 thermisch verbunden ist. Verbindungsdrähte 32 und
34 führen vom Meßfühler 30 aus durch jeweils einen Drehzapfen 16 hindurch zu geeigneten elektrischen
Instrumenten.
Das Metallblatt 28 weist eine geringe Wärmekapazität auf, so daß die Vorrichtung eine kurze Ansprechzeit
hat.
An der Oberseite des ringförmigen Tragelementes 22 ist eine thermische Abschirmung 36 in Form einer
Schirmwand aus Aluminium vorgesehen, die durch einen Haltering 38 lagegesichert ist. Die Abschirmung
36 schirmt den Temperaturfühler 30 von der Umgebung ab. in der die Vorrichtung angeordnet ist. Außenoberfläche
ist vorteilhaft hochgradig poliert, um Strahlungsenergie von der Vorrichtung weg zu reflektieren; auch
die Innenoberfläche weist mit Vorteil eine Polierung hohen Gütegrades auf, um ein Minimum an Strahlung in
Richtung auf den Temperaturfühler 30 zu emittieren.
Durch die Befestigung der Vorrichtung 10 an den schwenkbaren Tragarmen 18 kann aie Vorrichtung 10
angehoben oder abgesenkt werden, um Unregelmäßigkeiten oder Änderungen in der Dicke der Gewebebahn
24 oder in ihrer Bewegungsbahn auszugleichen. Die Tragarme 18 können mit einstellbaren Gegengewichten
versehen werden, um den Druck zwischen der Gewebebahn 24 und der Vorrichtung 10 auf einem
Minimum zu halten. Der Schwenkweg der Tragarme 18 kann durch geeignete Anschläge begrenzt werden.
Die Schwenkachse 14 liegt parallel zu einem Durchmesser des ringförmigen Tragelemenies 12,
enthält jedoch nicht den Mittelpunkt des so gebildeten Ringes, so daß die Vorrichtung 10 in der Ruhestellung,
wenn die nicht an einer bewegten Gewebebahn 24 aufliegt, in einer senkrechten Ebene nach unten hängt,
wobei das Metallblatt 28 mit seiner Frontfläche in die Richtung weis', aus der der nächste Längenabschnitt
einer Gewebebahn 24 kommt (vgl. Pfeile 25) und mit der Vorrichtung 10 erneut zusammenwirkt.
Die beschriebene Meßvorrichtung kann im Zusammenhang mit einer anderen Temperalurmeßvorrichtung
benutzt werden, um den Feuchtigkeitsgehalt der Gewebebahn 24, welche in einer Trockenkammer
getrocknet wird, zu bestimmen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung liefert dabei die Gewebetemperatur, die
weitere Vorrichtung die Verdunstungstemperatur der Kammer.
In diesem Zusammenhang ist in Fig. 4 eine Anordnung zur Bestimmung oder Steuerung des
Feuchtigkeitsgehaltes der Gewebebahn 24 bei ihrem Durchlauf durch eine Trockenkammer 40 bzw. eine
Heißluftkammer zur Thermofixierung oder dgl. dargestellt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dabei wie
in den Fi g. 1 bis 3 mit der Bezugszahl 10 versehen, der
/iisiitzl:-he Meßfühler /ur Erfassung der Verdunstungstemperatur der Atmosphäre in der Kammer 40 ist mit 42
bezeichnet. Der Meßfühler 42 arbeitet elektrisch und erzeugt ein elektrisches Ausgangssignal, welches der
Verdunstungstemperatur Γ» analog ist, während die Vorrichtung 10, wie erläutert, ein der Temperatur T1 der
Gewebebahn 24 analoges Ausgangssignal liefert. Diese beiden Signale werden elektrisch in der Einheit 44
üblicher Bauart weiterverarbeitet, wobei die Weiterverarbeitung die Differenzbildung der Temperaturen
umfaßt, um ^n resultierendes Ausgangssignal zu
erhalten, welches dem Feuchtigkeitsgehalt der Gewebebahn 24 analog ist. Das resultierende Ausgangssignal
kann einer Anzeigevorrichtung 45 zugeführt werden, an der der Feuchtigkeitsgehalt der Gewebebahn 24
unmittelbar abgelesen werden kann, oder aber kann Heizelementen 46 der Heißluftkammer 40 zugeführt
werden, um die Erwärmungsgeschwindigkeit oder die Wärmemenge, die der Gewebebahn 24 zugeführt wird,
zu steuern, so daß der Feuchtigkeitsgehalt der Geweoebahn 24 in vorbestimmten Grenzen bleibt.
Selbstverständlich kann das resultierende Ausgangssignal auch sowohl zur Anzeigevorrichtung 45 und zu den
Heizelementen 46 geleitet werden. Anstelle einer Verwendung des resultierenden Ausgangssignales zur
Steuerung der Heizelemente 46, aber auch zusätzlich hierzu, kann das Ausgangssignal benutzt werden, um die
Fördergeschwindigkeit der Gewebebahn 24 durch die Heißluftkammer 40 zu steuern oder aber auch die
Wärmeeinwirkung hinsichtlich Wärmemenge oder Erhitzungsgeschwindigkeit vor oder hinter der Kammer
40 mit besonderen Heizelementen; jeder dieser Parameter kann zur Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes
der Gewebebahn herangezogen werden.
In Fig. 5 ist eine zweite Ausführungsform einer
erfindungsgemäßen Temperaturmeßvorrichtung dargestellt, die ebenfalls der Bestimmung und/oder Steuerung
des Feuchtigkeitsgehaltes in der Gewebebahn 24 dient Grundsätzlich ist diese Ausführungsform in jede:
Hinsicht identisch mit derjenigen aus den F i g. 1 bis 3, se daß die dortigen Bezugszeichen für gltiche Teile
beibehalten wurden, jedoch weist die Ausführungsforrr nach Fig. 5 einen zusätzlichen Temperaturmeßfühlei
48 auf, der an der Unterseite der thermischer Abschirmung 36 vorgesehen ist, sowie ein zweite·
Metallblatt 50 an der Oberseite der Abschirmung 36
ίο welches von der Abschirmung 36 thermisch isoliert ist
beispielsweise durch eine wärmeisolierende Unterlegscheibe, und mit dem der Meßfühler 48 durch eine
öffnung in der Abschirmung 36 in thermischem Kontaki
steht. Ein feuchtes Gewebestück 52 bedeckt da« Metallblatt 50, so daß dieses auf der Verdunstungstemperatur
der umgebenden Atmosphäre gehalten wire und der Meßfühler 48 diese Verdunstungstemperatur
mißt und ein analoges elektrisches Ausgangssignal erzeugt. Dieses Ausgangssignal wird über Leitungen 54
und 56, die ebenfalls in der dargestellten Weise durch die Drehzapfen 16 verlaufen, vom Meßfühler 48 aus nach
außen geleitet.
Wenn die Vorrichtung nach F i g. 5 in der Anordnung gemäß F i g. 4 verwendet wird, sind die dortigen
getrennten Meßfühler 42 zur Erfassung der Verdunstungstemperatur selbstverständlich nicht erforderlich,
da die beiden Meßfühler 30 und 48 bereits elektrische Ausgangssignale erzeugen, welche der Temperatur der
Gewebebahn 24 bzw. der Verdunstungstemperatur
jo analog sind und diese Ausgangssignale unmittelbar der Einheit 44 zur weiteren Verarbeitung zuleiten.
Hierzu 2 Blatt Zeichnungen
Claims (8)
1. Temperaturmeßvorrichtung zur Erfassung der Temperatur einer bewegten Gewebebahn, mit
einem Tragelement, an dem ein plattenförmiger Taster, dessen eine Oberfläche in Gleitberührung
mit der bewegten Gewebebahn bringbar ist, gelagert ist, mit einem an der der Gewebebahn
abgewandten Seite des Tasters befestigten Temperaturfühler zur Erzeugung von der Temperatur der
Gewebebahn analogen elektrischen Signalen, und mit einer thermischen Abschirmung für der. Taster
gegen die Umgebung, dadurch gekennzeichnet,
daß der Taster ein dünnes Metallblatt (28) geringer Wärmekapazität ist und daß das dünne
Metallblatt (28) an dem Tragelement über ein zum Metallblatt koplanares Stützgewebe (26) abgestützt
ist
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (12) um eine erste
Achse (14) schwenkbar gegenüber Tragarmen (18) angeordnet ist und die Tragarme (18) ihrerseits um
eine zur ersten Schwenkachse (14) parallele zweite Schwenkachse (20) schwenkbar gelagert sind.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch Gegengewichte zum Ausgleich des Gewichtes
des Tragelementes (12) durch Hebelwirkung um die zweite Schwenkachse (20).
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Tragelement (12)
ringförmig ausgebildet ist.
5. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Schwenkachse
(14) parallel zu einem Druchmesser des das Tragelement (12) bildenden Ringes, jedoch mit
seitlichem Abstand angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der das Tragelement (12)
bildende Ring mit einem wärmeisolierenden Material ausgefüllt ist.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in unmittelbarer
Nachbarschaft der thermischen Abschirmung (36) ein zusätzlicher Meßfühler (48) zur Erfassung der
Verdunstungstemperatur in der die Vorrichtung (10) umgebenden Atmosphäre angebracht ist.
8. Verfahren zur Bestimmung und/oder Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes einer bewegten Gewebebahn
unter Verwendung der Vorrichtung nach einem der Ansprüche I bis 7 zur Erfassung der
Temperatur der bewegten Gewebebahn, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich die Verdunstungstemperatur der Umgebungsatmosphäre ebenfalls
erfaßt wird und die ermittelte Temperatur der Gewebebahn und die Verdunstungstemperatur der
Umgebungsatmosphäre zur Bestimmung und/oder Steuerung des Feuchtigkeitsgehaltes der Gewebebahn
weiterverarbeitet werden.
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