DE2347174B2

DE2347174B2 - THREAD INSPECTION DEVICE

Info

Publication number: DE2347174B2
Application number: DE19732347174
Authority: DE
Inventors: Frederick Adair Greensboro N.C.; Wilcox LyIe Chester Clemson S.C; Dunlap (V.StA.)
Original assignee: Greenwood Mills, Greenwood, S.C. (V.StA.)
Priority date: 1973-09-19
Filing date: 1973-09-19
Publication date: 1976-09-16
Also published as: DE2347174A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Fadenprüfvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a thread testing device according to the preamble of claim 1.

Seit vielen Jahren wurde in der Baumwollindustrie Baumwolle in derselben Art und Weise verarbeitet. Die wesentliche Änderung bestand in der Erhöhung der Arbeitsgeschwindigkeit der Geräte, die nach jahrzehntealten Prinzipien arbeiten. Da die Arbeitsgeschwindigkeit zunimmt, gewinnen die Faser- und Garneigenschaften sowie die Beziehungen zwischen beiden an Bedeutung. Temperatur und Feuchtigkeit sind wichtige Faktoren für die physikalischen Eigenschaften von Garn. Bei Baumwollgarnen wurden früher die Temperatür- und Feuchtigkeitsbereiche für maximale Produktion empirisch festgesetzt. Dies war ausreichend, solange eine Spinnerei nur eine begrenzte Anzahl von Garnen herstellte; he-ite ändern sich jedoch Mischungen sehr schnell, wobei sich sowohl der prozentuale Anteil des Kunststoffes als auch die Kunststoffart ändern. Wenn empirische Ergebnisse verwendet werden müssen, wird eine große Menge Garn in Versuchen zur richtigen Temperatur- und Feuchtigkeitseinstellung vernichtet, damit sich ein maximaler Produktionsausstoß ergibt.For many years, cotton has been processed in the same way in the cotton industry. the essential change consisted in the increase in the speed of operation of the devices, which after decades Working principles. As the working speed increases, the fiber and yarn properties gain as well as the relationships between the two in importance. Temperature and humidity are important Factors affecting the physical properties of yarn. In the case of cotton yarns, the temperature and humidity ranges set empirically for maximum production. This was sufficient for so long a spinning mill only produced a limited number of yarns; However, mixes change a lot fast, with both the percentage of plastic and the type of plastic changing. if empirical results must be used, a large amount of yarn will be used in trials to correct Temperature and humidity settings destroyed so that maximum production output results.

Temperatur und Feuchtigkeit sind jedoch nur zwei der physiklaischen Eigenschaften, die einen Einfluß auf die Spinnereiqualität von Garnen besitzen. Baumwolle wird auf Feldern angepflanzt, auf denen es entweder von Hand oder maschinell gepflückt werden muß. Fills eine Maschine verwendet wird, ergibt sich hier die erste Möglichkeit zur Beschädigung der Faser. Vom Feld kommt die Baumwolle in eine Entkörnmaschine, in der Verunreinigungen oder Abfall durch Zerschlagen und Aufreißen der Baumwoll-Sanicnkapscln entfernt wird. Die Fasern werden hohen Temperaluren und Feuchtigkeitsgraden ausgesetzt, wovor sie zu Ballen gebündelt werden.However, temperature and humidity are just two of the physical properties that have an impact on possess the spinning quality of yarns. Cotton is planted in fields where there is either must be picked by hand or by machine. Fills a machine is used, the first results here Possibility of damaging the fiber. The cotton comes from the field into a ginning machine in which Removal of contamination or waste by smashing and tearing the cotton sanicnkapscln. The fibers are exposed to high temperatures and degrees of humidity, before which they are bundled into balls will.

Die Ballen werden zu einer Spinnerei transportiert, wo sie geöffnet und gezupft werden. Dieser Prozeß verwendet Stahlfinger zum Zerreißen der gepreßten Fasern in kleine Klumpen. Nun können die Fasern dem HerstcllungspiOzcß zugeführt werden. Wenn die Fasern in die Spinnerei kommen, besitzen sie ihnen eigene physikalische Eigenschaften. Stapellänge, Festigkeit der Einzelfaser, Dehnung, Fasergewebe, Reife und Feinheit sind einige der wichtigen Eigenschaften der Fasern. Kunststoffasern besitzen ebenfalls physikalische Eigenschaften, die das Garn beeinflussen, obwohl sie nicht so stark veränderlich sind wie bei Baumwolle. Stapellänge, Festigkeit der Einzelfaser, Dehnung und Gewicht oder Denier sind einige der wichtigen Eigenschaften der Kunststoffaser.The bales are transported to a spinning mill, where they are opened and plucked. This process uses steel fingers to tear the pressed fibers into small lumps. Now the fibers can do the Manufacturing process are supplied. When the fibers When they come into the spinning mill, they have their own physical properties. Stack length, strength of the Single fiber, elongation, fiber weave, maturity and fineness are some of the important properties of fibers. Synthetic fibers also have physical properties that affect the yarn, although they do not are highly variable as with cotton. Staple length, strength of the single fiber, elongation and weight or Denier are some of the important properties of synthetic fibers.

Anschließend werden die Baumwolle und der Kunststoff einem Mischer zugeführt, wo die verschiedenen Baumwoll- und Kunststoffarten zur gewünschten Mischung vermischt werden. Bei bestimmten Garnen wird die Mischung nach der Kardierung oder dem Krempeln hergestellt. Die Mischbaumwolle wird dann in die Krempeleinrichtung gegeben, wo die letzte Entfernung der Verunreinigungen stattfindet und die Fasern parallel ausgerichtet werden. Die Krempeleinrichtung verwendet zum Trennen und Ausrichten jeder Faser eine Drahttrommel, die an einer Drahtbürste vorbeiläuft. Der gekrempelte Splitter wird dann in Vorspinnmaschinen gedehnt, indem die Aufnahmewalze schneller als die Antriebswalze läuft. Dies ergibt eine hohe Spannung der Einzelfasern.The cotton and plastic are then fed to a mixer, where the different types of cotton and plastic are mixed to form the desired mixture. In the case of certain yarns, the mixture is produced after carding or carding. The mixed cotton is then placed in the carding device, where the final removal of the impurities takes place and the fibers are aligned in parallel. The carder uses a wire drum that passes a wire brush to separate and align each fiber. The carded splinter is then stretched in roving machines in which the take-up roll runs faster than the drive roll. This results in high tension in the individual fibers.

Nach dem Vorspinnen werden die Fasern auf Vorspinnrahmen gesponnen und verdrillt sowie auf Haspeln oder Spuler, aufgebracht. Als nächstes wird das Garn gesponnen, wobei es wiederum vorgesponnen, verdrillt und auf Haspeln aufgebracht wird. Danach wird das Garn auf Kegel oder Spindeln aufgewickelt. Anschließend gelangt das Garn in den Webraum, wo es auf Webmaschinen zu Stoff verwoben wird.After roving, the fibers are spun on roving frames and twisted as well as on Reels or bobbins applied. Next up will be that Spun yarn, which in turn is pre-spun, twisted and applied to reels. After that, will the yarn is wound onto cones or spindles. Then the yarn arrives in the weaving room, where it is is woven into fabric on weaving machines.

Der Hauptverlust bei der Fertigung tritt auf, wenn das Garn während des Spinnens oder währenci des Webens auf der Webmaschine bricht oder reißt. Das Garn bricht wegen der Beschädigung bei der Verarbeitung oder weil die Garnkomponenten eine unzureichende Güte besitzen. Demgemäß besteht die Notwendigkeit, aus demjenigen Element, das gerade einen Produktionsfehler verursacht, nämlich dem Garn, eine Nutzinformation abzuleiten.The main loss in manufacturing occurs when the yarn is spinning or weaving breaks or breaks on the loom. The yarn breaks because of damage during processing or because the yarn components are of insufficient quality. Accordingly, there is a need to useful information to the element that is causing a production error, namely the yarn derive.

Garn- oder Fadenprüfvorrichtungen werden in vielen verschiedenen Arten gebaut. Der Qualitätsgrad wird durch Aufwickeln einer Garnprobe auf einem Blockbrett und Vergleichen mit einer Musterprobe bestimmt. Unvollkommenheiten oder Fehlstellen im Garn sind sichtbare Mangel, die die Qualität und das Aussehen des Garns beeinträchtigen. Zu den Unvollkommenheiten gehören Unregelmäßigkeiten, Flor, Stäubchen und andere Störstellen, die auf kurzen Garnlängen auftreten.Yarn or thread testing devices are built in many different styles. The quality grade will determined by winding a yarn sample on a block board and comparing it with a sample. Imperfections or gaps in the yarn are visible defects that affect the quality and appearance of the yarn Affect the yarn. Imperfections include imperfections, piles, specks, and other imperfections that occur on short lengths of yarn.

Die Störstellen sind mit Hilfe zweier Hauptverfahren feststellbar und zählbar. Das erste Verfahren verwendet die Kapazitätsänderung des Garns, wenn dieses zwei parallele Platten durchläuft.The defects can be determined and counted with the help of two main methods. The first method used the change in capacity of the yarn when it passes through two parallel plates.

Das zweite Verfahren benutzt eine lichtelektrische Anzeige, wenn das Garn an einem üchtelektrischen Meßkopf vorbeiläuft.The second method uses a photoelectric indicator when the yarn is touched by a photoelectric Measuring head passes.

Die Unvollkommenheiten können zu einer Erhöhung der Zahl von Fertigungsunterbrechungen führen. Unregelmäßigkeiten können zum Verfangen des Garns auf Garnführungen und dem Ausholring im Spinnrahmen führen und einen Garnbruch verursachen. Aus diesem Grund wird für die meisten Garne eine minimale Anzahl von Störstellen angestrebt.The imperfections can lead to an increase in the number of production stoppages. Irregularities can cause the yarn to get caught on yarn guides and the take-out ring in the spinning frame and cause yarn breakage. Because of this, most yarns will have a minimum Targeted number of imperfections.

Ungleichheit wird definier I als Schwankung der linearen Dichte eines Garns. Für die Messung der Ungleichheit gibt es zwei Haupiverfahren. Das ersteInequality is defined as the variation in the linear density of a yarn. For measuring the There are two main practices in inequality. The first

besteht in der Änderung des komprimierten Garnquerschnittes. Das zweite betrifft die Kapazitätsänderung wie beim Störstellenzähler.consists in changing the compressed yarn cross-section. The second concerns the change in capacitance, as in the case of the fault counter.

Die Gleichheit eines Garns hängt eng mit der Festigkeit eines Garns zusammen. D. h., daß sehr ungleiches Garn stark schwankende Festigkeit besitzt, wenn Proben über seine Länge genommen werden. Pendel-Zugprüfvorrichtungen sind zur Festigkeitsprüfung verbreitet. Diese Vorrichtungen enthalten eine durch einen geeigneten Motor bewegte Abzugsklemme, an der ein Fadenende befestigt ist. Am anderen Ende ist ein Schwingkörper so befestigt, daß die erzeugte Kraft vom Abstand des Schwingkörpers vom Ende des daran befestigten Fadens abhängt.The equality of a yarn is closely related to the strength of a yarn. That means that very uneven yarn has widely varying strength when samples are taken along its length. Pendulum tensile testing devices are widely used for strength testing. These devices contain a Trigger clamp moved by a suitable motor to which a thread end is attached. At the other end is a vibrating body attached so that the force generated depends on the distance of the vibrating body from the end of it attached thread depends.

Bei einer Bewegung der Abzugsklemme mit konstanter Geschwindigkeit nimmt die Belastung wegen der sinusförmigen Last nicht linear zu. Ferner ist die Dehnung des Garns gleich der relativen Bewegung seiner beiden Befestigungspunkte. Dementsprechend eignet sich die Pendelprüfvorrichtung weder für eine konstante Belastungsänderung oder -geschwindigkeit, noch für eine konstante Dehnungsgeschwindigkeit.When the trigger clamp moves at a constant speed, the load increases because of the sinusoidal load does not increase linearly. Furthermore, the elongation of the yarn is equal to the relative movement its two attachment points. Accordingly, the pendulum testing device is neither suitable for a constant change or speed of load, nor for a constant rate of strain.

Der Hauptnachteil jeder einseitigen Prüfvorrichtung ist die für die Prüfung der Proben aufzuwendende Zeit. Das Bedienungspersonal hat einen Einfluß auf die Ergebnisse, indem das Garn bei verschiedenen Prüfungen verschieden behandelt wird; aus diesem Grund ist zur Vermeidung dieser Einflüsse große Vorsicht geboten.The main disadvantage of any single-sided testing device is the time it takes to test the samples. The operator has an influence on the results by testing the yarn in various ways is treated differently; for this reason, great care must be taken to avoid these influences required.

Die Fähigkeit der obengenannten Prüfvorrichtungen, eine zur Modellierung des Garns notwendige Information abzuleiten, ist gering. Die Industrie benötigt ein Verfahren zur Feststellung der Spinncreiqualitat von Garnen, ohne daß große Mengen von Garn den Versuchsbetrieb durchlaufen müssen, in dem das Garn vernichtet wird.The ability of the above testing devices to provide information necessary to model the yarn to derive is small. The industry needs a method to determine the quality of spinning rod Yarns without large quantities of yarn having to go through the trial operation in which the yarn is destroyed.

Die Geschwindigkeitsempfindlichkeit des Garns ist ein Parameter, der untersucht werden muß. Die Geschwindigkeitsempfindlichkeit ist die Änderung in der Kraft-Dehnungs-Charakteristik, wenn die Belastungsgeschwindigkeit zunimmt. Um die Geschwindigkeitsempfindlichkeit festzustellen, wird eine Prüfvorrichtung mit einer veränderlichen Belastungsgcschwindigkeit benötigt.The speed sensitivity of the yarn is a parameter that must be examined. the Speed sensitivity is the change in the force-strain characteristics when the load rate increases increases. A test device is used to determine speed sensitivity required with a variable loading rate.

Andere zu untersuchende Parameter sind die Zähigkeit oder die für einen Bruch des Garns erforderliche Energie und die Beziehung zwischen der Energie und der Belastungsgeschwindigkeit. Bei der Herstellung wird das Garn beschädigt oder gebrochen, indem es stark schwankenden Spannungen ausgesetzt wird. Aus diesem Grund ist die Erholung eines Garns von einem Kraftmaximum nicht so wichtig wie seine Fähigkeit, sich von mehreren starken Krafteinwirkungen zu erholen, wobei keine der Einwirkungen für den Bruch des Garns ausreicht Das bedeutet, daß ein Garn, das mehr Energie aufnehmen kann, sich in der Spinnerei besser verhält als ein Garn mit einer höheren Grenzbruchfestigkeit, jedoch geringerer Energieaufnehmbarkeit. Other parameters to be examined are the tenacity or that of the yarn breaking required energy and the relationship between the energy and the rate of loading. In the During manufacture, the yarn is damaged or broken by subjecting it to widely fluctuating tensions will. Because of this, a yarn's recovery from maximum force is not as important as its Ability to recover from multiple strong impacts, none of which is for the Sufficient yarn breakage This means that a yarn that can absorb more energy can be used in the spinning mill behaves better than a yarn with a higher ultimate breaking strength, but less energy absorption.

Bei der Verarbeitung wird das Garn drei Hauptbelastungszuständen ausgesetzt. Der erste Zustand ist eine reine Wegbelastung (Dehnung), wie er beim Vorspinnbetrieb vorkommt Hierbei wird das Garn um einen bestimmten Prozentsatz gedehnt unabhängig von der Kraft die auf das Garn einwirkt Der zweite Zustand ist eine reine Kraftbelastung, die beim Anlegen einer Spannung an einen Spinnrahmen auftritt Der dritte Zustand ist eine Kombination der beiden ersten und tritt auf, wenn eine Unregelmäßigkeit zu Einern Verfangen auf der Führung oder am Ausholring eines Spinnrahmens führt, wodurch dann zum Durchziehen der Unregelmäßigkeitsstelle durch den Ausholring, der sich in einer vorgegebenen Lage befindet, eine bestimmte Kraft erforderlich ist. Das Garn bricht, sofern es nicht zäh genug ist, den Ausholer weiter auf dem Ring zu bewegen, wodurch sich die zum Befreien der Unrcgelmäßigkeitsstelle erforderliche Kraft verringert.During processing, the yarn is exposed to three main conditions of stress. The first state is one pure travel load (elongation), as occurs in the pre-spinning operation stretched certain percentage regardless of the force acting on the yarn. The second state is a pure force load that occurs when a voltage is applied to a spinning frame. The third Condition is a combination of the first two and occurs when an irregularity gets caught in one on the guide or on the Ausholring of a spinning frame, which then leads to the pulling through of the Irregularity point by the Ausholring, which is located in a predetermined position, a certain Force is required. If the yarn is not tough enough, it breaks further towards the outhaul on the ring move, thereby releasing the irregularity spot required force reduced.

ίο Der dritte Belastungszustand stellt eine Kombination aus Kraft und Dehnungsbelastung dar und ist der Zustand, für den in der Spinnerei nur eine minimale Steuermöglichkeit besteht. In jedem Fall ist sowohl der Dehnung als auch die auf das Garn ausgeübte Kraft von Bedeutung.ίο The third stress condition represents a combination from force and strain and is the state for which in the spinning mill only a minimal Tax possibility exists. In each case, both the elongation and the force exerted on the yarn are Meaning.

Weiterhin muß die Ermüdung, d. h. die Fähigkeit des Garns, sich von einer nicht zerstörenden, mehrfach ausgeübten Belastung zu erholen, festgestellt werden. Um festzustellen, wie und warum Garn bricht, muß die Wechselwirkung von Fasern bei einem Garnbruch untersucht werden. Im Idealfall wäre die Festigkeit des Garns in seinem Querschnitt gleich cer zusammengesetzten Festigkeit jeder Faser. Dies ist nicht der Fall. Die Fasern rutschen weg oder brechen derart, daß die volle Faserspannung nicht ausgenutzt wird.Furthermore, the fatigue, i.e. H. the ability of the yarn to stand out from being a non-destructive, multiple to recover from the exerted load. To determine how and why yarn breaks, you have to the interaction of fibers in the event of a yarn breakage can be investigated. Ideally, the strength would be the Yarn in its cross-section is equal to that of the compound Strength of each fiber. This is not the case. The fibers slip away or break so that the full Fiber tension is not used.

Es sind verschiedene Geräte zur Zugprüfung von Fäden bekannt, die elektronische Meßgeräte /.ui Messung der auf den Faden ausgeübten (Zug-) Kraft oder der Dehnung des Fadens verwenden (vgl.Various devices for tensile testing of threads are known, the electronic measuring devices /.ui Use the measurement of the (tensile) force exerted on the thread or the elongation of the thread (cf.

Chemiefasern, 1964. H. 6, S. 403-412), wobei die Änderung der Kraft und damit die Dehnung so erfolgt, daß die Verformungsgeschwindigkeit konstant bleibt. Mittels Schreibern, oder bei raschen Vorgängen mittels Oszillographen, können Kraft-Zeit-, Dehnungs-Zeit- und Kraft-Dehnungs-Kurven aufgezeichnet werden, aus denen dann auch die Reißkraft und Bruchdehnung entnehmbar sind. Dabei haben die verschiedenen Gerate entsprechend jeweils einige der vorgenannten Vor- und Nachteile.Man-made fibers, 1964. H. 6, pp. 403-412), the The force and thus the elongation change in such a way that the rate of deformation remains constant. Force-time, strain-time, and force-elongation curves are recorded, from which the tensile strength and elongation at break are then also recorded are removable. The various devices each have some of the aforementioned Advantages and disadvantages.

Prüfvorrichtungen der dem Oberbegriff des Anspruchs 1 entsprechenden Art sind dabei mit einem Steuergerät verbindbar, das einstellbare Programm.signalc zur Ausübung von Wechselbekstungcn auf den Faden abgibt. Die Anpassung der Kraftgeschwindigkeit an die Dehnungseigenschaften versciiedener Fasern, Fäden und Garne erfolgt umständlich und zeitraubend durch ein Wechselgetriebe.Test devices of the type corresponding to the preamble of claim 1 are here with a Control unit can be connected, the adjustable program.signalc for the exercise of bills of exchange on the Thread emits. The adaptation of the speed of force to the elongation properties of different fibers, Threads and yarns are cumbersome and time-consuming through a change gear.

Mittels mechanisch von Hand einstellbarer Endkontakte an einem der aufzeichnencen Schreiber oder dergleichen ist der Antrieb, d. h. die Einrichtung zur Ausübung der Kraft, umsteuerbar. Der Lastwert kann auch konstant gehalten werden, und die Belastung kann periodisch mittels Pausenzeitwerken ausgeübt werden.By means of end contacts that can be adjusted mechanically by hand on one of the recorders or such is the drive, i. H. the device for exercising power, reversible. The load value can can also be kept constant, and the load can be exercised periodically by means of pause timers.

Bei anderen von diesen bekannten Geräten kann die Halterung des zu prüfenden Fadens mittels eines regelbaren Gleichstrommotors zur Ausübung der Kraft bewegt werden.In other of these known devices, the holder of the thread to be tested by means of a adjustable DC motor to exercise the force are moved.

Schließlich sind mit weiteren dieser Geräte Klassifizierungen möglich.Finally, further classifications of these devices are possible.

Es ist auch bekannt, daß eine fotografische Aufzeichnung von schneliablaufenden Vorgängen auf einem Film unter Stroboskop-Belichtung des aufzunehmenden Objekts möglich ist. Dies wird z. B. der der Prüfung des elastischen Verhaltens eines Tennisplatz-Belags (vgl.It is also known that a photographic record of rapid processes on a film with stroboscopic exposure of the film to be recorded Object is possible. This is z. B. the examination of the elastic behavior of a tennis court surface (cf.

US-PS 36 25 052} und u.a. bei der Prüfung der Spinnspannung abhängig von der Nadelgeschwindigkeit in der Textilindustrie (vgl. R e y ο η, Bd. 6, 1956. S. 853/854) verwendetUS-PS 36 25 052} and inter alia when examining the Spinning tension dependent on the needle speed in the textile industry (cf.R e y ο η, Vol. 6, 1956. P. 853/854) used

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Fadenprüfvorrichtung der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art so auszubilden, daß zur Ermittlung vieler mechanischer Kenndaten des Fadens entweder die auf den Faden ausgeübte Kraft oder die Dehnung des Fadens nach s einem vorgegebenen Programm bei sowohl langsamer als auch schneller Prüfgeschwindigkeit durch die Einrichtung zur Ausübung der Kraft auf den Faden regelbar ist, wobei weiter die Wechselwirkung der Fasern bei Fadenbruch untersuchbar ist.It is the object of the invention to provide a thread testing device of the type mentioned in the preamble of claim 1 to be trained so that to determine many mechanical characteristics of the thread either on the thread exerted force or the elongation of the thread according to a given program at both slower as well as faster testing speed thanks to the device for exerting the force on the thread can be regulated, and the interaction of the fibers in the event of a thread breakage can also be investigated.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention, the object is achieved by the characterizing features of claim 1.

Die Erfindung wird durch die Merkmale der Unteransprüche vorteilhaft weitergebildet.The invention is advantageously further developed by the features of the subclaims.

Die erlindiingsgemäße Prüfvorrichtung kann sowohl niedrige als auch hohe Dehnungsgeschwindigkeiten erzeugen, so daß die Geschwindigkeitsempfindlichkeit des Garns untersucht werden kann. Um Effekte erster Ordnung studieren zu können, kann eine konstante Dehniingsgcschwindigkeit vorgesehen werden. Mit der erfindungsgemäßen Prüfvorrichtung können sowohl konstante als auch programmierbare Dehnungsgeschwindigkeiten erzeugt werden. Die letztere Eigenschall wird zum Ableiten Effekte höherer Ordnung des Garns benötigt. Durch die erfindungsgemäße Prüfvorrichtung kann auch eine programmierbare Kraftbelasuing vorgesehen werden. Unter Verwendung der programmierbaren Dehnung und Kraft wird das Garn so untersucht, daß eine der beiden Variablen (Dehnung oder Kraft) als unabhängige Variable benutzt wird, während die andere Variable die abhängige Variable darstellt. Mit der Prüfvorrichtung läßt sich die vorn Garn aufgenommene Energie bei einer beliebigen Bandgeschwindigkeit darstellen. Dies wird durch Integration der abhängigen Variablen (durch Integration der Kraft im Falle der konstanten Dchnungsgeschwindigkcit oder durch Integration des Wegs im Falle der konstanten Kraftgeschwindigkeit) erreicht. Die Prüfvorrichtung besitzt die Fähigkeil, die Kraftausübung periodisch zu ändern, damit die Ermüdung des Garns studiert werden kann. Die programmierbare Kraft-Betriebsart wird zur Untersuchung der Ermüdung verwendet, wobei z. B. eine sinusförmige Kraft verwendet wird, deren Größe unabhängig von der Dehnung des Garns ist. Schließlich läßt sich mit der Prüfvorrichtung der Ablauf eines Garnbruchs sichtbar machen.The test device according to the invention can both produce low as well as high stretch speeds, so the speed sensitivity of the yarn can be examined. In order to be able to study effects of the first order, a constant Expansion speed can be provided. With the test device according to the invention both constant as well as programmable stretching speeds can be generated. The latter is intrinsic sound is needed to derive higher order effects of the yarn. By the test device according to the invention can also use programmable force loading are provided. Using the programmable stretch and force, the yarn is made examined in such a way that one of the two variables (elongation or force) is used as the independent variable, while the other variable is the dependent variable represents. With the test device, the energy absorbed by the yarn can be measured at any Represent belt speed. This is done by integrating the dependent variables (by integrating the force in the case of constant expansion speed or by integrating the path in the case the constant speed of force). The testing device has the ability to exert force to change periodically so that the fatigue of the yarn can be studied. The programmable Force mode is used to study fatigue, e.g. B. a sinusoidal force is used whose size is independent of the elongation of the yarn. Finally, with the test device make the process of a yarn break visible.

Die erfindungsgemäße Fadenprüfvorrichtung enthält einen einzigen Antrieb, der an ein Ende des Garns befestigt ist. und eine Kraft ausübt, die sich abhängig von einem Eingangssteuersignal ändert. An das andere Ende des Garnfadens ist ein Kraftwandler angeschlossen, der ein elektrisches Signal zur Angabe der ausgeübten Kraft erzeugt, während ein Cehnungswandler an das andere Ende des durch den Antrieb gezogenen Garns befestigt ist, um ein elektrisches Signal zu erzeugen, das die Dehnung angibt. Ein von Hand betätigbarer Schalter kann entweder in einen ersten Zustand gebracht werden, indem das Kraftsignal, oder in einen zweiten Zustand, in dem das Dehnungssignal an einen Operationsverstärker angelegt wird, und wobei der Schalter ferner mit einem Funktionsgenerator zur rein elektronischen Erzeugung eines Progranimsignals verbunden ist. Der Operationsverstärker vergleicht die beiden Signale und erzeugt ein Steuersignal, um die ausgeübte Kraft gemäß dem Programmsignal zu ändern. Somit kann das Programm aus einer konstanten oder beliebigen Änderung bzw. Geschwindigkeit der Dehnung oder der Kraft bestehen.The thread testing device according to the invention contains a single drive which is attached to one end of the yarn is attached. and exerts a force that changes in response to an input control signal. To the other A force transducer is connected to the end of the yarn thread, which sends an electrical signal to indicate the applied force while a strain transducer is attached to the other end of the driven by the drive drawn yarn is attached to generate an electrical signal indicative of elongation. One of The manually operated switch can either be brought into a first state by the force signal, or to a second state in which the stretch signal is applied to an operational amplifier, and wherein the switch further comprises a function generator for the purely electronic generation of a progranim signal connected is. The operational amplifier compares the two signals and generates a control signal, to change the force applied according to the program signal. Thus, the program can consist of a constant or any change or speed of stretching or force.

Die erfindungsgemäße Fadenprüfvorrichtung enthält ferner einen Teil einer Schaltungsanordnung, die eine Kamera zum Photographieren des Fadens während des Prüfvorgangs, einen Schreiber und ein Stroboskop enthält. Die Kamera enthält vorzugsweise einen Antriebsmotor, der den Film durch die Kamera zieht, wobei der Antriebsmotor durch manuelle Betätigung eines Schalters anläuft, der über eine kapazitive Schaltung eine Gleichspannung an den Motor legt, wobei die Spannung des Motors sich langsam aufbaut, um ein plötzliches Loslaufen und damit ein Abreißen des Films zu verhindern. Mit dem Schalter läßt sich ferner ein Einschaltsignal an den Funktionsgenerator über eine Verzögerungsschaltung so anlegen, daß der Prüfvorgang erst dann beginnt, wenn die Kamera arbeitet.The thread testing device according to the invention also contains part of a circuit arrangement that has a Camera for photographing the thread during the testing process, a recorder and a stroboscope contains. The camera preferably includes a drive motor that pulls the film through the camera, wherein the drive motor starts up by manual actuation of a switch that has a capacitive Circuit applies a direct voltage to the motor, whereby the voltage of the motor builds up slowly, to prevent the film from suddenly starting and tearing off. The switch can also be used apply a switch-on signal to the function generator via a delay circuit in such a way that the test process only starts when the camera is working.

Der einzige Antrieb enthält vorteilhaft eine um einen ringförmigen Körper gewickelte Drahispule, die sich in einem Gehäuse, das außerdem einen Ring-Dauermagneten enthält, bewegen kann. Das von der Spule erzeugte Magnetfeld ergibt mit dem Feld des Ring-Magneten eine Wechselwirkung, so daß die ausgeübte Kraft sich mit dem an die Spule angelegten elektrischen Eingangssignal ändert.The single drive advantageously contains a wire coil wound around an annular body, which is located in a housing, which also contains a ring permanent magnet, can move. That off the spool generated magnetic field results in an interaction with the field of the ring magnet, so that the exerted Force changes with the electrical input signal applied to the coil.

Durch die Erfindung wird also eine Vorrichtung zur Prüfung von Garnfäden od. dgl. geschaffen, bei der das Garn an einem einzigen Antrieb befestigt ist, der eine Kraft ausübt und das Garn entsprechend einem Eingangs-Steuersignal dehnt. Die Dehnung und die ausgeübte Kraft werden getrennt angezeigt, und es wird je ein zugehöriges Signal erzeugt. Ein manuell betätigter Schalter besitzt einen ersten Zustand, in dem das Kraftsignal einem Operationsverstärker zugeführt wird, der außerdem ein Programmsignal von einem Funktionsgenerator aufnimmt, so daß er ein Steuersignal erzeugt, das die ausgeübte Kraft entsprechend einem vorbestimmten Kraftprogramin ändert, z. B. um die Kraftzunahmegeschwindigkeit konstant zu halten, und der Schalter besitzt einen zweiten Zustand, in dem das Dchnungssignal dem Operationsverstärker zusammen mit dem Prograinmsignal zugeführt wird, so daß dieser ein Dehnungssignal abgibt, das die ausgeübte Dehnung entsprechend einem vorgegebenen Dehnungsprogramm ändert. Eine Kamera mit einem Antriebsmotor zum Durchziehen eines Films durch die Kamera ist vorteilhaft für das Photographieren des jeweils geprüften Fadens vorgesehen. Durch einen von Hand betätigten Schalter wird eine Spannung an deren Antriebsmotor gelegt, und zwar über eine Schaltung durch die die Spannung so schnell zunimmt, daß der Film allmählich beschleunigt wird, wodurch ein Reißer vermieden wird; ferner wird durch den Schalter eir Signal in eine Verzögerungsschaltung eingespeist, die den Funktionsgenerator erst nach Inbetriebnahme dei Kamera einschaltet.The invention therefore provides a device for testing yarn threads or the like, in which the Yarn is attached to a single drive that exerts a force and the yarn according to one Input control signal stretches. The elongation and force applied are shown separately, and it becomes each generates an associated signal. A manually operated switch has a first state in which the Force signal is fed to an operational amplifier, which also receives a program signal from a function generator receives so that it generates a control signal that the applied force corresponding to a predetermined strength program changes, e.g. B. to keep the force increase rate constant, and the switch has a second state in which the strain signal is transmitted to the operational amplifier is supplied with the program signal, so that this emits a stretch signal that the stretching exerted changes according to a predetermined stretching program. A camera with a drive motor for pulling a film through the camera is advantageous for photographing each tested thread provided. With a manually operated switch, a voltage is applied to their Drive motor placed, via a circuit through which the voltage increases so quickly that the Film is gradually accelerated, thereby avoiding tearing; furthermore, the switch eir Signal fed into a delay circuit that the function generator only after commissioning The camera turns on.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.The invention is explained in more detail with reference to the exemplary embodiments shown in the drawing.

Es zeigtIt shows

F i g. 1 ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßer Fadenprüfvorrichtung einschließlich der Aufzeichnung der Prüfungsergebnisse,F i g. 1 shows a block diagram of the thread testing device according to the invention including the recording the test results,

F i g. 2 perspektivisch einen Teil der Fadenprüfvor richtung gemäß F i g. 1,F i g. 2 is a perspective view of a part of the Fadenprüfvor direction according to FIG. 1,

F i g. 3 ein Blockschaltbild der Verzögerungs- um Steuerschaltung gemäß F i g. 1,F i g. 3 shows a block diagram of the delay to control circuit according to FIG. 1,

F i g. 4 im Schnitt die Einrichtung zur Ausübung de Kraft gemäß F i g. 1,F i g. 4 in section the device for exercising de force according to FIG. 1,

F i g. 5 ein Schaltbild der Pufferschaltung gemäl Fig. 1.F i g. 5 is a circuit diagram of the buffer circuit according to FIG. 1.

609 538/37609 538/37

Im folgenden wird auf Fig. 1 Bezug genominen, die die erfindungsgemäße Garn- oder Fadenprüfvorrichtung als Blockschaltbild zeigt. Ein zu prüfendender oder Prüffaden 20, z. B. ein Textilgarn od. dgl., wird zwischen einer Einrichtung zur Ausübung einer Kraft auf den Faden, kurz einem Antrieb 22, und einem üblichen Kraftwandler 24 befestigt. Das Ende des am Antrieb 22 befestigten Fadens 20 ist ferner über einen Hebelarm 26 an einen üblichen Weg- oder Dehnungswandler 28 angeschlossen, der im Betrieb ein Signal abgibt, das sich gemäß der Dehnung des jeweils geprüften Fadens ändert. Der Kraftwandler 24 erzeugt in ähnlicher Weise ein Signal, das sich mit der durch den einzigen Antrieb 22 ausgeübten Kraft ändert. Der Hauptunlerschied zwischen den beiden Wandlern besteht darin, daß sich ein Anker im Kraftwandler 24 wesentlich weniger stark bewegt als der entsprechende Anker im Dehnungswandlcr28. In the following, reference is made to Fig. 1, which shows the yarn or thread testing device according to the invention as a block diagram. A test thread or thread 20 to be tested, e.g. B. od a textile yarn. The end of the thread 20 attached to the drive 22 is also connected via a lever arm 26 to a conventional displacement or elongation converter 28 which, during operation, emits a signal which changes according to the elongation of the thread being tested . The force transducer 24 produces in a similar manner a signal that varies with the force exerted by the single drive motor 22. The main difference between the two transducers is that an armature in force transducer 24 moves much less than the corresponding armature in strain transducer 28.

Wie in F i g. 1 gezeigt, werden die beiden in den Wandlern 24, 28 erzeugten Signale in einen üblichen Schreiber 30 od. dgl. eingespeist, um die Dehnungen und ausgeübten Kräfte aufzuzeichnen. Weiterhin werden die durch die Wandler 24, 28 erzeugten Signale an eine von Hand betätigbare Bctriebsarten(um)schaltcinrichtung 32 angeschlossen, der wenigstens zwei Schaltstellungen besitzt. In der dargestellten Stellung überträgt die Schalteinrichtung 32 die Signale des Dchniingswundlcrs 28 an eine Regeleinrichtung 34, und bei dieser Betriebsart ändert sich das durch die Regeleinrichtung 34 erzeugte und auf den Antrieb 22 einwirkende Steuersignal abhängig von der Dehnung, die durch den Dchnungswandler 28 angezeigt wird, was aus der folgenden Diskussion ersichtlich ist. In der anderen Stellung der Schalteinrichtung 32 wird das Signal des Kraftwandlers 24 und nicht das Signal des Dehnungswandlcrs 28 in die Regeleinrichtung 34 eingespeist, so daß das von der Regeleinrichtung 34 auf den Antrieb 22 einwirkende Steuersignal eine Funktion der angezeigten Kraft ist.As in Fig. 1, the two signals generated in the transducers 24, 28 are converted into a conventional one Writer 30 or the like. Fed in to record the expansions and forces exerted. Furthermore, the signals generated by the transducers 24, 28 to a manually operable operating mode (switching) device 32 connected, which has at least two switching positions. In the position shown, the transmits Switching device 32 the signals of the Dchniingswundlcrs 28 to a control device 34, and in this mode of operation this is changed by the control device 34 generated and acting on the drive 22 control signal depending on the expansion caused by the Strain converter 28 is displayed, which will be apparent from the following discussion. In the other In the position of the switching device 32, the signal of the force transducer 24 and not the signal of the strain transducer becomes 28 fed into the control device 34, so that the from the control device 34 to the drive 22 The applied control signal is a function of the displayed force.

Der Priifbctrieb wird durch manuelle Beätigung der Schalter S] und S: ausgelöst, die in einer Hand-Schaltcinrichtung 36 enthalten sind. Die Betätigung des ersten Schalters Si (vgl. F i g. 3) bewirkt, daß ein Durchschaltesignal erzeugt und nach Verzögerung durch ein Verzögerungsglied 40 in einen üblichen Funktionsgenerator 42 eingespeist wird. Ein geeigneter Funktionsgenerator kann Sinus-. Dreieck- oder Rechtecksignale mit beliebiger Frequenz zwischen 0.01 Hz und 100 000 Hz erzeugen. Das Ausgangssignal des Funktionsgenerators 42 wird in die Regeleinrichtung 34 eingespeist, wo es kontinuierlich mit dem Eingangssignal aus einem Wandler 24,28 verglichen wird. Die Regeleinrichtung 34 erzeug! ein Fehlerkorrektur- oder Steuersignal und speist dieses in den Antrieb 22 so ein, daß die Kraft oder die Dehnung entsprechend dem durch den Funktionsgenerator 42 erzeugten Programmsignal verändert wird. Wie oben ausgeführt, kann dieses Signal ein Sägezahn- oder Dreiecksignal sein, so daß die Dehnungsgeschwindigkeit oder die ausgeübte Kraftgeschwindigkeit konstant ist Die manuelle Betätigung eines Schalters in der Handschalteinrichtung 36 erzeugt ferner ein Signal zur Ansteuerung eines Stroboskops 44, durch das der jeweils geprüfte Faden beleuchtet wird, wie im einzelnen unten erläutert wird. The test drive is triggered by manual actuation of the switches S] and S: which are contained in a manual switching device 36. The actuation of the first switch Si (cf. FIG. 3) has the effect that a through-connection signal is generated and, after a delay by a delay element 40 , is fed into a conventional function generator 42. A suitable function generator can be sine. Generate triangular or square wave signals with any frequency between 0.01 Hz and 100,000 Hz. The output signal of the function generator 42 is fed into the control device 34, where it is continuously compared with the input signal from a converter 24, 28. The control device 34 generate! an error correction or control signal and feeds this into the drive 22 in such a way that the force or the extension is changed in accordance with the program signal generated by the function generator 42. As stated above, this signal can be a sawtooth or triangle signal, so that the stretching speed or the force speed exerted is constant.The manual actuation of a switch in the manual switching device 36 also generates a signal to control a stroboscope 44, which illuminates the thread being tested as will be explained in detail below.

Weiterhin bewirkt die Betätigung der Schalter der Handschalteinrichtung 36, daß ein Puffer 46 allmählich zunehmend eine Gleichspannung in den Antriebsmotor ♦8a einer Kamera 48 einspeist, damit der Motor 48a einen Film durch die Kamera 48 zieht, ohne daS der Motor 48a schlagartig losläuft, wodurch der Film reißen könnte. Der Zweck des Verzögerungsglieds 40 besteht darin, daß die Kamera 48 vor dem Prüfbeginn voll in Furthermore, the actuation of the switches of the manual switching device 36 causes a buffer 46 to gradually feed a DC voltage into the drive motor of a camera 48 so that the motor 48a pulls a film through the camera 48 without the motor 48a suddenly starting up, whereby the Film could tear. The purpose of the delay element 40 is that the camera 48 is fully in before the start of the test

Betrieb ist.Operation is.

Fig. 2 zeigt perspektivisch einen Teil der Vorrichtung von Fig. 1 mit einem zwischen einem Teil 50 des Antriebs 22 und dem Kraftwandler 24 eingespannten Faden 20, wobei der Aufbau des Antriebs 22 z. B. ausFig. 2 shows in perspective a part of the device of Fig. 1 with a between a part 50 of the Drive 22 and the force converter 24 clamped thread 20, the structure of the drive 22 z. B. off

ίο Fig.4 ersichtlich ist. Der Dehnungswandler 28 ist wie gezeigt über einen Hebelarm 26 mit dem Befestigungspunkt des Fadens 20 an den Teil 50 angeschlossen. Das Siroboskop 44 und die Kamera 48 sind nach Fig. 2 so angeordnet, daß eine photographische Aufzeichnung ίο Fig. 4 can be seen. As shown, the strain transducer 28 is connected to the part 50 via a lever arm 26 with the fastening point of the thread 20. The Siroboskop 44 and the camera 48 are arranged according to FIG. 2 so that a photographic recording

ι j des Prüfvorganges erfolgen kann.ι j of the test process can take place.

Zur photographischen Aufzeichnung kann eine handelsübliche 16-mm-Hochgcschwindigkcits-Karncra, verwendet werden, die jedoch ca. 30 in Film in Vi₈ s benötigt, wodurch nur ein Prüfvorgang pro FilmrolleA commercially available 16 mm high-speed kit Karncra can be used for the photographic recording, but this _{requires about 30 in film in 8} seconds, whereby only one test process per film roll

jo möglich ist. Die Kosten schließen dieses Verfahren für Erprobung:·,- und Forschungszwecke natürlich aus. Ferner ist die Projektion das einzig geeignete Verfahren zum Studium eines Bruchs, da die Bilder des Garns aneinandergereiht sind. Die Hochgeschwindigkcits-Kamera zeigt, daß die zuletzt auftretend«' Aufspaltung von Garnen sehr schnell abläuft, so daß hohe Geschwindigkeit zur Erfassung eines Bruchs erforderlich ist. Eine aussagekräftigere Darstellung des Garns und zusätzlich ein wirtschaftlicheres Verfahren zur Bildaufnahme ist durch Verwendung einer verschlußlosen Kamera möglich. Die Kamera zieht den Film mit konstanter Geschwindigkeit durch, während stroboskopisches i-ichi zum Festhalten der Bewegung des Garns verwendet wird.jo is possible. The cost includes this procedure for Testing: ·, - and research purposes, of course. Furthermore, projection is the only suitable method to study a break, since the images of the yarn are strung together. The high-speed kit camera shows that the last splitting of yarns takes place very quickly, so that high speed is required to detect a break. A more meaningful representation of the yarn and in addition a more economical method of capturing images is by using a shutterless camera possible. The camera pulls the film through at a constant speed while stroboscopic i-ichi is used to record the movement of the yarn.

Es wurde ein Stroboskop 44 mit einer Geschwindigkeit von 400 Blitzen/s verwendet. Diese Geschwindigkeit stellt die maximale Geschwindigkeit dar, die mit einem Film, Tyi> ASA 400, erreicht werden kann, da die Lichtausgangslcistung mit steigender GeschwindigkeitA stroboscope 44 was used at a rate of 400 flashes / s. This speed represents the maximum speed that can be achieved with a film, Tyi> ASA 400, since the light output power increases with increasing speed

abnimmt. Um eine Belichtungsdichte von einer Belichtung pro etwa 7b cm Film zu erhalten, ist eine Filmgeschwindigkeit von etwa 60 cm/s erforderlich.decreases. To get an exposure density of one exposure per about 7 cm of film is one Film speed of about 60 cm / s required.

Es wurde ein motorischer Antrieb entwickelt und an einer Kamera angebracht, wodurch Filmgeschwindig-A motor drive was developed and attached to a camera, increasing film speed.

keiten von 0 bis etwa 100 cm/s zur Verfügung stehen. Damit eine Anzahl von Brüchen aufgenommen werden kann, wurde für die Kamera ein 30-m-Filmmagazin verwendet, so daß 20 - 30 Prüfvorgänge pro 30-m-Film gemacht werden können. Zum Aufrollen des belichteten Films auf eine leere Spule wurde ein Aufnehmermotor verwendet. Der Aufnehmermotor wurde ständig in einer Blockierbetriebsart betrieben, wobei eine sehr kleine Spannung an den Motor angelegt wurde, so lange die Kamera nicht lief, so daß sich der Film nicht aufwickeln konnte. Mit diesem Antrieb und dem Puffer 46 wird der Antriebsmotor und damit der Film langsam auf eine maximale Geschwindigkeit von etwa 100 cm/s in weniger als 2 Sekunden beschleunigt speeds from 0 to about 100 cm / s are available. In order to be able to record a number of breaks, a 30 m film magazine was used for the camera, so that 20-30 tests can be made per 30 m film. A pickup motor was used to roll the exposed film onto an empty spool. The take- up motor was operated continuously in a lock mode, with a very small amount of voltage being applied to the motor while the camera was not running, so that the film could not be taken up. With this drive and the buffer 46, the drive motor and thus the film are slowly accelerated to a maximum speed of about 100 cm / s in less than 2 seconds

Ein weiteres Problem besteht in der Bestimmung, obAnother problem is determining whether

der Film richtig läuft und wann der Film zu Ende ist Dazu wird ein Magnet an die Aufnehmerrollenachse angeschlossen und ein kleiner Kompaß direkt über der Aufnehmerachse auf dem Oberdeckel des Filmmagazins angebracht Wenn sich der Kompaß dreht, dreht sichthe film is running properly and when the film is over To do this, a magnet is connected to the pick-up roller axis and a small compass is directly above the Pick-up shaft mounted on the top cover of the film magazine. When the compass turns, turns

auch die Aufnehmerrolle.also the pickup roll.

Unter Verwendung dieses Verfahrens kann die Bewegung des Films wie folgt bestimmt werden: Wenn die Kamera läuft dreht sich der Kompaß. Wenn derUsing this procedure, the motion of the film can be determined as follows: If the camera is running, the compass is turning. If the

Film am Zahnrad ausreißt, erfolgt keine Drehung der Aufnehmerspule und somit auch keine Drehung des Kompasses. Wenn der Kompaß beiim Abschalten der Kamera nicht anhält, sind die 30 m Film zu Ende, da sich die Rolle wegen der kleinen Vorspannung auf den Film durch den Aufnehmermotor weiterbewegt. Durch die magnetische Kopplung ist eine einfache lichtdichte Kopplung zwischen der Innen- und der Außenseite der Kamera 48 ffiögi.ch.If the film on the gear is torn off, there is no rotation of the pick-up spool and therefore no rotation of the Compasses. If the compass does not stop when the camera is switched off, the 30 m film is over because it is the roll is moved further by the take-up motor because of the small bias on the film. Through the magnetic coupling is a simple light-tight coupling between the inside and the outside of the Camera 48 ffiögi.ch.

Es wird nun Bezug genommen auf F i g. 3, die in einem Blockschaltbild weitere Einzelheiten der Erfindung darstellt. Wie oben erläutert, beginnt der Prüfvorgang durch manuelle Betätigung der Handschalteinrichtung 36, die den in F i g. 3 gezeigten Schalter 5Ί enthält. Durch Schließen des Schalters Si wird an einem Kondensator 54 über eine Gleichrichterdiode 56, ein verstellbares Potentiometer 58 und einen Widerstand 60 eine gleichgerichtete Spannung erzeugt. Ein weiterer Widerstand 62 und eine Glimm-, z. B. Neonlampe 64 sind miteinander in Reihe und parallel zum Kondensator 54 geschaltet, der sich langsam auflädt. Wenn der Kondensator 54 einen vorbestimmten Pegel, z. B. 65 Volt, erreicht, zündet die Lampe 64 und beleuchtet ein lichtempfindliches Bauelement z. B. einen Fotowiderstand 66, der vorzugsweise mit der Lampe 64 in einem Gehäuse zusammengefaßt ist, um einen optischen Koppler 70 zu bilden. Das Leiten des Fotowiderstandes 66 schließt eine 9-Volt-Spannungsquellc 74 an den Funktionsgenerator 42 über ein Koaxialkabel an, das gegenüber Rauschen abschirmt, so daß der Funktionsgenerator 42 eingeschaltet wird und daraufhin mit der Abgabe seines Programmsignals beginnt. Der optische Koppler 70 erlaubt ferner, daß das Potential des Funktionsgenerators 42 bezüglich Erde »schwimmen« kann.d. h. erdfrei ist.Reference is now made to FIG. 3, which shows in a block diagram further details of the invention represents. As explained above, the test process begins by manually actuating the manual switching device 36, which are shown in FIG. 3 includes switch 5Ί shown. By Closing the switch Si is applied to a capacitor 54 via a rectifier diode 56, an adjustable potentiometer 58 and a resistor 60 a rectified voltage generated. Another resistor 62 and a glow, z. B. neon lamp 64 are connected to each other in series and in parallel with capacitor 54, which slowly charges. If the Capacitor 54 a predetermined level, e.g. B. 65 volts, ignites the lamp 64 and lights one photosensitive component z. B. a photoresistor 66, which is preferably with the lamp 64 in one Housing is combined to form an optical coupler 70. Conducting the photo resistor 66 connects a 9 volt voltage source 74 to the function generator 42 via a coaxial cable, the shields against noise, so that the function generator 42 is switched on and then with the Delivery of its program signal begins. The optical coupler 70 also allows the potential of the Function generator 42 can "swim" with respect to earth. H. is floating.

Das Ausgangssignal des Funktionsgenerator 42 gelangt an einen Schalter 78, der zum Betrieb mit Schaltern 80.82,84 und 86 mechansich gekuppelt ist und entweder die gezeichnete Lage einnimmt, in der die Vorrichtung auf die angezeigte Kraft anspricht, oder eine zweite Lage, in der sich die ausgeübte Kraft als Funktion der angezeigten Dehnung ändert, und in der sich diese Dehnung mit dem Programmsignal des Funktionsgenerators 42 ändert, !n der gezeichneten Lage wird das Programmsignal über eine erste Eingangsschaltung aus einem Kondensator 88 und einem Widerstand 90 in einen üblichen Operationsverstärker 92 eingespeist. Das durch den Kraftwandler 24 erzeugte Signal wird ebenfalls über den Schalter 86 und einen Verstärker 100 demselben Eingang des Operationsverstärkcrs 92 zugeführt, der somit die beiden Signale vergleicht und ein Fehler- oder Steuersignal auf die Leitung 102 abgibt, das bewirkt, daß der Antrieb 22 den Unterschied zwischen den beiden verglichenen Signalen verringert. Das Signal vom Kraftumwandler 24 wird dem Operationsverstärker 92 über eine ähnliche Eingangsschaltung au; einem Widerstand 106 und einem Kondensator 108 zugeführt. Wenn sich die Schalter 78, 80, 82, 84 und 86 in der gezeichneten Lage befinden, schließt ferner der Schalter 82 eine erste Rückkopplungsschaltung aus einem Kondensator 112 und einem Widerstand 114 an den Operationsverstärker §2 an.The output signal of the function generator 42 reaches a switch 78 which is mechanically coupled for operation with switches 80, 82, 84 and 86 and either assumes the position shown in which the device responds to the indicated force, or a second position in which the The force exerted changes as a function of the indicated expansion, and in which this expansion changes with the program signal of the function generator 42,! In the position shown, the program signal is fed into a conventional operational amplifier 92 via a first input circuit comprising a capacitor 88 and a resistor 90. The signal generated by the force converter 24 is also fed via the switch 86 and an amplifier 100 to the same input of the operational amplifier 92, which thus compares the two signals and outputs an error or control signal on the line 102 , which causes the drive 22 to Difference between the two compared signals decreased. The signal from the force converter 24 is fed to the operational amplifier 92 via a similar input circuit; a resistor 106 and a capacitor 108 are supplied. If the switches 78, 80, 82, 84 and 86 are in the position shown, the switch 82 also connects a first feedback circuit comprising a capacitor 112 and a resistor 114 to the operational amplifier §2.

In der zweiten Betriebsart werden die Schalter 78,80, •2, 84 und 86 so aus ihrer gezeichneten Lage gebracht, daß das Signal aus dem Funktionsgenerator 42 in den Eingang des Operationsverstärkers 92 über eine dritte Eingangsschaltung aus einem Widerstand 126 und einem Kondensator 122 eingekoppelt wird. In ähnliche Weise wird das Ausgangssignal des Dehnungswand'er 28 dem Eingang des Operationsverstärkers 92 übe einen Verstärker 126, den Schalter 80 und über eini vierte Eingangsscnaltung aus einem Kondensator 13( und einem Widerstand 132 zugeführt. In dieser zweitei Lage schließt der Schalter 82 einen Widerstand 134 unc einen Kondensator 136 als zweite Rückkopplungsschal tung an den Operationsverstärker 92 an; der Schalter 8^ führt dem Eingang des Operationsverstärkers 92 ein« kleine Gleich(vor)spannung zu, wie weiter unter erläutert wird.In the second operating mode, the switches 78, 80, • 2, 84 and 86 are moved out of their position shown so that the signal from the function generator 42 is coupled into the input of the operational amplifier 92 via a third input circuit made up of a resistor 126 and a capacitor 122 will. In a similar way, the output signal of the expansion wander 28 is fed to the input of the operational amplifier 92 via an amplifier 126, the switch 80 and via a fourth input circuit comprising a capacitor 13 (and a resistor 132. In this second position, the switch 82 closes a resistor 134 and a capacitor 136 as a second feedback circuit to the operational amplifier 92; the switch 8 ^ feeds a small DC (bias) voltage to the input of the operational amplifier 92, as will be explained further below.

Das Steuersignal auf der Leitung 102 wird den Antrieb 22 über einen üblichen Operationsverstärkei 140 zugeführt, der einen Eingangswiderstand 142 unc einen Rückkopplungswiderstand 144 besitzt. Paralle zum Rückkopplungswiderstand 144 sind Dioden 14€ und 148 geschaltet. Das auf diese Weise dem Antrieb 22 zugeführte Signal bewirkt eine Änderung der ausgeübten Kraft entsprechend dem Programmsignal aus dem Funktionsgenerator 42 und als Funktion der Kraft oder der Dehnung, je nach LagederSchalter 78,80,82,84und 86.The control signal on line 102 is fed to drive 22 via a conventional operational amplifier 140 which has an input resistor 142 and a feedback resistor 144 . Diodes 14 € and 148 are connected in parallel with the feedback resistor 144. The signal fed to the drive 22 in this way causes a change in the force exerted in accordance with the program signal from the function generator 42 and as a function of the force or the extension, depending on the position of the switches 78, 80, 82, 84 and 86.

Die Eingangsschaltungs- und Rückkopplungsschaltungsbauelemente des Operationsverstärkers 92 und deren Werte wurden unter Verwendung eines Analogrechners gewählt. Der erste Schritt in der Simulation bestand in der Modellierung des Eingangs-Antriebs 22, danach wurde die Steueranordnung 34 modelliert und mit dem Antrieb 22 kombiniert.The input circuit and feedback circuit components of operational amplifier 92 and their values were chosen using an analog computer. The first step in the simulation consisted in the modeling of the input drive 22, then the control arrangement 34 was modeled and combined with the drive 22.

Es wurde angenommen, daß der Antrieb 22 aus einer Feder, einem Bremszylinder und einem mechanischen Massesystem besteht, ferner wurde eine elektromagnetisch eingekoppeltc Antriebskraft angenommen. Unter der Annahme, daß K die Federkonstante ist, die derjenigen des Garns oder der in den Antrieb 22 eingebrachten Belastung entspricht, ist /C = O, wenn sich kein Garn im Antrieb 22 befindet, z. B. bei Garnbruch.It was assumed that the drive 22 consists of a spring, a brake cylinder and a mechanical mass system, and an electromagnetically coupled drive force was also assumed. Assuming that K is the spring constant corresponding to that of the yarn or the load applied to the drive 22, / C = O when there is no yarn in the drive 22, e.g. B. in the event of yarn breakage.

D ist durch Flüssigkeitsreibung und durch das Luftpolster unter der Tauchspule verursachte Eigendämpfung. M ist die Masse des Tauchspuleneinsatzes, R ist der elektrische Widerstand des Tauchspuleneinsatzes, während L die Induktivität der Tauchspule ist. Vist die an den Eingang des Antriebs 22 angelegte Spannung. D is self-damping caused by fluid friction and the air cushion under the plunger coil. M is the mass of the moving coil insert, R is the electrical resistance of the moving coil insert, while L is the inductance of the moving coil. V is the voltage applied to the input of the drive 22.

Das mechanische System wurde durch Summation der Kräfte in V-Richtung analysiert. Die Kraft ist die elektromagnetische Kraft und durch Z=BIi gegeben, wobei ßdie Flußdichte, 1 die Drahtlänge senkrecht zum Feld und / der Strom durch den Draht sind. Der Ausdruck Bi ist dann eine Konstante, wenn die Flußdichte über der gesamten Hubhöhe konstant ist. Unter dieser Annahme ergibt sich die GleichungThe mechanical system was analyzed by summing the forces in the V-direction. The force is the electromagnetic force and is given by Z = BIi, where ß is the flux density, 1 is the length of the wire perpendicular to the field and / is the current through the wire. The term Bi is a constant when the flux density is constant over the entire lifting height. With this assumption the equation results

My + Dy + Ky = BM.My + Dy + Ky = BM.

Um die Gleichung in Abhängigkeit von der Eingangsspannung zu erhalten, muß das elektrische System analysiert werden. Durch Summation der Spannung längs der Schleife ergibt sich *To get the equation as a function of the input voltage, the electrical System to be analyzed. Adding the voltage along the loop gives *

V = Ri + V = Ri +

di_
df di_
df

+ Bly,+ Bly,

mitwith

Ri = Spannungsabfall am Widerstand. Ri = voltage drop across the resistor.

L-- = Spannungsabfall an der Induktivität undL-- = voltage drop across the inductance and

37733773

Bly — die durch das Magnetfeld erzeugte Gegen-EMK. Bly - the back EMF created by the magnetic field.

Die Induktivität L ist so klein, daß sie vernachlässigbar ist. Die resultierende Gleichung lautet:The inductance L is so small that it is negligible. The resulting equation is:

V= Ri + B\y. V = Ri + B \ y.

Durch Auslösen nach / und Einsetzen in die obige Gleichung ergibt sich: toTriggering after / and inserting it into the above equation gives: to

MvMv

BlBl

Mit der Gleichung des Wandlers 24, 28 und der Gleichung der Regeleinrichtung 34 kann die Anordnung auf einem Analogrechner simuliert werden. Die Masse wird durch Wägung des Tauchspuleneinsatzes bestimmt Die Federkonstante ist ein durch die Garne bestimmter Wert Unter Verwendung dieses Verfahrens ergibt sich eine brauchbare Näherung der Anordnung, jedoch macht dieser Lösungsweg nicht von den starken Eigenschaften des Analogrechners Gebrauch, da nämlich ein Bauelement physikalisch in die Rechnersimulation eingefügt werden kann, wodurch keine Näherung gemacht werden muß. Durch Verwendung dieser letzteren Technik wird sowohl die Nichtlinearität des Feldes als auch eine Lagerreibung berücksichtigt.With the equation of the converter 24, 28 and the equation of the control device 34, the arrangement can be simulated on an analog computer. The mass is determined by weighing the plunger coil insert The spring constant is a value determined by the yarns using this method results in a usable approximation of the arrangement, but this approach does not make the strongest Properties of the analog computer use, namely a component physically in the computer simulation can be inserted, so that no approximation has to be made. By using this The latter technique takes into account both the non-linearity of the field and bearing friction.

Die Optimierung der Antriebsanordnung ist nicht einfach, da das Garn keine leicht beschreibbare Last darstellt. Die Last hängt ab von der prozentualen Mischung, dem Garntyp, der Feinheit usw. Für einen programmierbaren Weg ist der Überschwinger der Anordung einer der zu minimisierenden Hauptparameter. Wenn das Garn rutscht, darf der Antrieb 22 das Garn nicht überdehnen. Das Gesamtentwurfskriterium besteht in maximaler Festigkeit der Anordnung bei minimalem Überschwingen. Für die Betriebsart der programmierbaren Dehnung wird eine minimale integrale Fehlerquadratfunktion verwendet, die durch die Eingangsschaltungen und Rückkopplungsschaltungsbauelemente des Operationsverstärkers 92 gebildet wird.Optimizing the drive arrangement is not easy because the yarn is not an easily writable load represents. The load depends on the percentage mix, the type of yarn, the count, etc. For one programmable way, the overshoot of the arrangement is one of the main parameters to be minimized. If the yarn slips, the drive 22 must not overstretch the yarn. The overall design criterion consists in maximum rigidity of the arrangement with minimal overshoot. For the operating mode of the programmable strain uses a minimum integral least-squares function defined by the Input circuits and feedback circuit components of the operational amplifier 92 are formed will.

Ein Proportionalsystem weist eine übermäßig starke Regelabweichung auf. Durch die Verwendung einer Parallelschaltung aus Widerständen und Kapazitäten am Eingang des Operationsverstärkers 92 der Regeleinrichtung 34 und einer Kapazität 112, 136 bei der Rückkopplung kann ein Proportional-Integralsystem (PI-) untersucht werden. Durch diese Anordnung erhält der Operationsverstärker 92 eine Verstärkung, die gleich dem Verhältnis der Rückkoppiungsimpedanz zur Eingangsimpedan.1 ist. Durch die Verwendung der ^/-Regelung verringert sich der integrale quadratische Fehler stark. Das Verhalten der Anordnung wird weiter verbessert durch Parallelschaltung eines Widerstandes 114, 134 zur Rückkopplungskapazität 112, 136, was die folgende Übertragungsfunktion ergibt:A proportional system has an excessively large control deviation. By using a parallel connection of resistors and capacitors at the input of the operational amplifier 92 of the control device 34 and a capacitance 112, 136 for the feedback, a proportional-integral system (PI-) can be investigated. This arrangement gives the operational amplifier 92 a gain which is equal to the ratio of the feedback impedance to the input impedance. By using the ^ / control, the integral square error is greatly reduced. The behavior of the arrangement is further improved by connecting a resistor 114, 134 in parallel to the feedback capacitance 112, 136, which results in the following transfer function:

'^(S) R₂ / ι + R₁C₁SX'^ (S) R ₂ / ι + R ₁ C ₁ SX

1',,,,,(.S) R, Vl+ R₂C₂-S )' 1 ',,,,, (. S) R, Vl + R ₂ C ₂ -S )'

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wobei Ri und C\ die Eingangsschaltungs- und R₂ und C₂ die Rückkopplungsschaltungsbauelemente des Operationsverstärkers 92 sind.where Ri and C \ are the input circuit components and R ₂ and C _{2 are} the feedback circuit components of operational amplifier 92.

Bei der Betriebsart der programmierbaren Kraft ist ein völlig anderes Problem vorhanden. Die Anordnung vprwendci den Kraftwandlcr 24 als ihre Rückkopplungsquelle. Wenn das Garn bricht, wird der Rückkopplungsweg unterbrochen. Dadurch würde die Anordnung stark in die Sättigung laufen, möglicherweise verbunden mit einer Beschädigung des Antriebs 22. Dieses Problem wird durch die Verwendung eines nichtlinearen Regelsystems vermieden. Dieser Wirkung der Öffnung des Rückkopplungskreises wird begegnet, indem die Regeleinrichtung bei der Unterbrechung des Rückkopplungskreises gezwungen wird, sich in Richtung der oberen Sättigungsgrenze zu bewegen. Der Sättigungspegel wird durch eine Diode im Rückkopplungsweg der Betriebs-Stromversorgung begrenzt. Dadurch wird verhindert, daß der erhöhte Ausgangsstrom der Stromversorgung den Kraftwandler 24 beschädigt.There is an entirely different problem with the programmable force mode of operation. The order It uses the force transducer 24 as its source of feedback. When the yarn breaks, the feedback path becomes interrupted. As a result, the arrangement would run into saturation, possibly connected with damage to the drive 22. This problem is caused by the use of a non-linear Control system avoided. This effect of opening the feedback loop is countered by the Control device when the feedback loop is interrupted is forced to move in the direction of the move the upper saturation limit. The saturation level is indicated by a diode in the feedback path of the Operating power supply limited. This prevents the increased output current of the Power supply to power converter 24 damaged.

Die Kraft-Betriebsart muß unter Verwendung von Garn optimiert werden. Wenn sich die Steifheit des Garns ändert, muß die Verstärkung der Betriebs-Stromversorgung zurückgenommen werden. Die Batterie und das Potentiometer bringen den Antrieb 22 nach Beendigung des Prüfzyklus in die richtige Lage zurück.The force mode must be using Yarn to be optimized. When the stiffness of the yarn changes, the operating power supply must be increased be withdrawn. The battery and the potentiometer bring the drive 22 up Return to the correct position at the end of the test cycle.

Es wird nun auf F i g. 4 Bezug genommen, die eine Schnittansicht des neuartigen, in Form eines Blockschaltbildes in F i g. 1 gezeigten Antriebs 22 darstellt. Der Antrieb '12 enthält einen ringförmigen Dauermagneten 160, der in einem Gehäuse angeordnet ist, das einen Grundkörper 162 sowie einen ringförmigen Körper 164 mit dem zwischen den Körpern 162 und 164 angeordneten Magneten 160 enthält Ein weiterer Körper 166 hat einen sechskantigen Stabteil, der sich durch ein Längslager 170 nach oben erstreckt, und an dem der zu prüfende Faden 20 befestigt ist. Eine Spule 172 wird um den unteren Teil des Ring-Körpers 164 gelegt, und der Körper 166 ist so angeordnet, daß er eine Längsbewegung bezüglich des Ring-Magneten 160 durchführt. Das über Leitungen 176 und 178 eingespeiste Eingangs-Steuersignal erzeugt ein Magnetfeld, das eine Wechselwirkung mit dem Magnetfeld des Ring-Magneten 160 hervorruft, wodurch eine Kraft auf den Faden 20 in Längsrichtung ausgeübt wird.It is now shown on FIG. 4, which is a sectional view of the novel, block diagram form in FIG. 1 represents drive 22 shown. The drive '12 contains an annular permanent magnet 160 which is arranged in a housing which contains a base body 162 and an annular body 164 with the magnet 160 arranged between the bodies 162 and 164. Another body 166 has a hexagonal rod portion which extends through a longitudinal bearing 170 extends upward, and to which the thread to be tested 20 is attached. A coil 172 is placed around the lower portion of the ring body 164, and the body 166 is arranged to perform longitudinal movement with respect to the ring magnet 160. The input control signal fed in via lines 176 and 178 generates a magnetic field which causes an interaction with the magnetic field of the ring magnet 160, as a result of which a force is exerted on the thread 20 in the longitudinal direction.

Die Vorrichtung s.oll in der Lage sein, Garnproben von wenigstens 5—10cm Länge zu brechen. Da die meisten gemischten Garne bei 25% Ausdehnung brechen, ist ein Hub von etwa 2,5 cm deshalb eine angestrebte Bewegungslänge für den Antrieb 22 oder die Eingangsschaltung. Eine Suche nach einem kommerziell verfügbaren Gerät hat erbracht, daß der einzig verfügbare Antrieb, der die gewünschten Charakteristiken annähert, ein Rüttclapparat ist, der eine sehr steife Lagerung hat, und dessen maximale Auslenkung weniger als 2,5 cm beträgt. Die Lagerung vernichtet beim Bewegen einen großen Teil der Energie, auch wenn kein Garn eingespannt ist. Weiterhin wird ein großer Strom benötigt, um den Antrieb während des Wartens auf eine neue Probe in der gehobenen Lage zi halten. Das Problem wurde durch Anwendung eine: Aufbaus gelöst, der dem eines Lautsprechers ähnelt wobei keine Lagerung vorhanden ist. Die Magnetanord nung ist unbeweglich, während sich eine beweglich« Spule im Feld des Magneten bewegen kann.The device should be able to take samples of yarn of at least 5–10 cm in length to break. Since the Most mixed yarns break at 25% elongation, so a stroke of about 2.5 cm is one Desired length of movement for the drive 22 or the input circuit. A search for a commercial available device has made it the only available drive that has the desired characteristics approximates, is a Rüttclapparat, which is a very stiff one And its maximum deflection is less than 2.5 cm. The storage destroyed a large part of the energy when moving, even when no yarn is clamped. Furthermore, a large current is required to zi the drive while waiting for a new sample in the upscale location keep. The problem was solved by applying a structure similar to that of a loudspeaker there is no storage. The magnet arrangement is immovable, while one is movable « Coil can move in the field of the magnet.

Ein Lautsprechermagnet besitzt eine für den Antriel 22 geeignete Charakteristik. Für den Antrieb ist ein Auslenkung von 2,5 cm erforderlich, doch waren bc dem verwendeten Modell unglücklicherweise di Polstücke der Magnetanordnung nicht tief genug, ur eine Längsbewegung von 2,5 cm zu erlauben. De Klebstoff, der den Magneten mit den Polstückc verbindet, wurde nach Einweichen in Azeton abgelös Die Anziehungskraft des Magneten auf die Polstückc i:A loudspeaker magnet has a characteristic suitable for the drive 22. For the drive is a A deflection of 2.5 cm is required, but unfortunately the model used was the same Pole pieces of magnet assembly not deep enough to allow one inch of longitudinal movement. De Adhesive connecting the magnet to the pole pieces was peeled off after soaking in acetone The attraction of the magnet on the pole pieces c i:

2Ί>4Ί 174 2Ί> 4Ί 174

so stark, daß beim Ausbau große Sorgfalt erforderlich ist, wobei zum Auseinanderreißen der Polstücke eine Kraft von mehreren 100 k-> notwendig ist.so strong that great care is required in dismantling, with one for tearing apart the pole pieces Force of several 100 k-> is necessary.

Der erste erprobte Verstärker konnte einen Strom von 1 A erzeugen, und die geprüften Garne brachen bei etwa 300 p. Aus diesem Grund wurde 1 A verwendet, um eine Spannung von 500 ρ zu erzeugen. Es folgt nun die Analyse des Antriebs 22.The first amplifier tested was able to generate a current of 1 A, and the tested yarns broke about 300 p. For this reason, 1 A was used to generate a voltage of 500 ρ. It now follows the analysis of the drive 22.

Aus der Lehre vom Elektromagnetismus sind folgende, die Arbeitsweise des Antriebs beschreibende Gleichungen bekannt:From the doctrine of electromagnetism the following are the description of the operation of the drive Known equations:

/ = BIi, / = BIi,

u = Nu = N

άΦάΦ
TfTf

f — Kraft in Newton, f - force in Newtons,

B = Flußdichte in Weber pro m², B = flux density in Weber per m ² ,

1 = Drahtlänge senkrecht zum Feld in m,1 = length of wire perpendicular to the field in m,

;' = Strom durch den Draht in A, ; ' = Current through the wire in A,

u = Spannung an der Spule, u = voltage on the coil,

N = Zahl der Drahtwindungen, N = number of turns of wire,

0 = Fluß in Weber, und0 = flow in Weber, and

A = Fläche in m², über die der Fluß verteilt ist. A = area in m ² over which the river is distributed.

Die physikalischen Eigenschaften des Magneten 16a bestimmen den grundsätzlichen Entwurf der Magnetanordnung. Damit der Wandler so linear wie möglich arbeitet, ist weiterhin wünschenswert, die Magnetanordnung tief genug zu machen, damit nur ein kleiner Teil der sich bewegenden Spule 172 in das Randgebiet der Polstücke gerät. Die Magneistruktur wurde unter Berücksichtigung dieser Randbedingungen entworfen. Da für die Magnetstruktur kein Spiel vorgesehen ist, muß die Spule 172 so entworfen werden, daß das Kriterium 500 g/A erfüllt wird. Zum Entwurf der Spule 172 wurde der durch die Magnetanordnung erzeugte Fluß bestimmt. Durch Variablen-Separierung in den obigen Gleichungen ergibt sich:The physical properties of the magnet 16a determine the basic design of the magnet assembly. In order for the transducer to operate as linearly as possible, it is also desirable to have the magnet arrangement deep enough so that only a small portion of the moving coil 172 is in the peripheral area of the Pole pieces device. The magnetic structure was designed taking these boundary conditions into account. Since there is no play in the magnetic structure, the coil 172 must be designed so that the Criterion 500 g / A is met. The coil 172 design was based on that generated by the magnet assembly River determined. By separating the variables in the above equations we get:

udt = Nd0 .
Durch Integration beider Seiten erhält man: udt = Nd0.
By integrating both sides you get:

Ί '''CΊ '' 'C

j »df = /V Jj »df = / V J

άφ.άφ.

Festzustellen ist, daß das Zeitintegral der Spannungen proportional zur Anzahl der Flußlinien ist, die durch die sich bewegende Spule 172 geschnitten werden. Durch Verwendung eines Analogrechners kann das Zeitintcgral berechnet werden, wenn eine Spule mit einer Windung den Magnetspalt durchfährt. Unter Verwendung der obigen Gleichungen und des Umfanges der sich bewegenden Spule wurde eine Mindestwindungszahl von etwa 70 gefunden. Aus Sicherheitsgründen wurden 140 Drahtwindungen verwendet, wodurch die tatsächliche Empfindlichkeit 720 g/Λ beträgt.It should be noted that the time integral of the voltages is proportional to the number of lines of flux that flow through the moving bobbin 172 are cut. By using an analog computer, the time integral calculated when a coil passes through the magnetic gap with one turn. Under use of the above equations and the scope of the moving coil was a minimum number of turns of about 70 found. For safety reasons, 140 turns of wire were used, which means that the actual sensitivity is 720 g / Λ.

Zur Zentrierung der Spule 172 im Feld de« Ring-Magneten 160 werden das Längsringlager 170 unc drei kleine Kugellager verwendet, die in gleicher Abständen auf einer sechskantigen Welle laufen, um die Spule 172 drehsicher zu machen. Fig.4 zeigt der endgültigen Aufbau der Zentrieranordn:jng.To center the coil 172 in the field of the ring magnet 160, the longitudinal ring bearing 170 unc uses three small ball bearings that run equidistantly on a hexagonal shaft to support the To make coil 172 rotatable. 4 shows the final structure of the centering arrangement: jng.

Die Spule 172 wurde mit einem Kupferdraht vor 0,41 mm Durchmesser (Gauge Nr. 26) in vier Lager gewickelt, wobei jede Lage 35 Windungen enthält Dabei wurde darauf geachtet, daß während de; Wickeins auf den Draht keine zu große bpannunj ausgeübt wurde, damit die Spule abgezogen werder kann. Um die Wicklung auf der Spulenform zu halter und die Wärmeableitung von der Spule 172 zi unterstützen, wurde ein Epoxydharzkleber verwendet Zum Anschluß der Spule 172 an den Wandler wurde Litze verwendet.The coil 172 was pre-loaded with 0.41 mm diameter copper wire (# 26 gauge) in four bearings wound, each layer contains 35 turns. Care was taken that during de; Wickeins no excessive tension has been exerted on the wire so that the coil can be pulled off can. To keep the winding on the coil form and heat dissipation from the coil 172 zi an epoxy resin adhesive was used to connect the coil 172 to the transducer Used braid.

Die Nichtlinearität des Antriebs 22 war geringer ah 1%, was bedeutet, daß für sehr langsame Prüfvorgänge ein programmierbarer Strom eine entsprechende programmierte Kraft erzeugen kann. Dies geht daraus hervor, daß die durch den Antrieb 22 erzeugte Krafl gleichThe non-linearity of the drive 22 was less than 1%, which means that a programmable current can generate a corresponding programmed force for very slow test processes. This is evident from the fact that the force generated by the drive 22 is the same

f= BMf = BM

ist. Da die Flußdichte B näherungsweise konstant ist, isi die Kraft proportional zum Strom. Bei schnellerer Prüfvorgängen verursacht die Masse der sich bewegen den Spule 172 zusammen mit der Reibung dei aufgebauten Anordnung unbrauchbare Ergebnisse, άί die auf das Garn ausgeübte Kraft nicht länget proportional zum Strom der sich bewegenden Spule 172 ist.is. Since the flux density B is approximately constant, the force is proportional to the current. With faster testing processes, the mass of the moving bobbin 172 together with the friction of the assembled arrangement causes useless results, since the force exerted on the yarn is not long proportional to the current of the moving bobbin 172.

Die programmierbare Dehnungs-Betriebsart läßt siel· durch Verwendung einer nicht rückgekoppelten odei offenen Anordnung nicht durchführen, da der Antrieb 22 im wesentlichen ein Strom-Kraft-Wandler ist. Um die programmierbare Dehnungs-Betriebsart oder eine schnelle programmierbare Kraft-Betriebsart einzurich ten, wurde die oben diskutierte Regelkreisanordnunj verwendet.The programmable stretch mode can be achieved through the use of an open loop or non-feedback mode Do not carry out the open arrangement, since the drive 22 is essentially a current-force converter. To the programmable stretch mode or a fast programmable force mode The control loop arrangement discussed above was used.

F i g. 5 zeigt ein Beispiel der in F i g. 1 gezeigter Pufferschaltung 46. Wie bereits oben erwähnt, wurde gefunden, daß bei abrupter Einspeisung einer Gleich spannung in einen Filmzahnrad-Antriebsmotor 48; häufig ein Reißen des Films erfolgt. Demgemäß dien die Pufferschahung 46 zum so allmählichen Einspeiser der Gleichspannung, daß die Beschleunigung de; Motors 48a nicht so groß ist, daß sie zu eine: Beschädigung des Films ausreicht. Durch Schließen dei Schalters 52, der mit dem Schalter 5i mechanise! gekuppelt sein kann, wird die Gleichspannung an einer Kondensator 180 über einen Widerstand 182 se angelegt, daß sich der Kondensator 180 aufzulader beginnt, wodurch die in die Basis eines Transistors 181 eingespeiste Spannung allmählich ansteigt. Wenn di< Basisspannung ansteigt, nimmt der Widerstand zwi sehen Emitter und Kollektor des Transistors 188 ab, um die an den Antriebsmotor 48a angelegte Spannung win allmählich so erhöht, daß der Motor 48a beschleunig wird.F i g. 5 shows an example of the process shown in FIG. 1 shown buffer circuit 46. As already mentioned above, was found that when a DC voltage is abruptly applied to a film gear drive motor 48; the film often tears. Accordingly, the buffer layers 46 are used for such gradual feeders the DC voltage that the acceleration de; Motor 48a is not so large that it can become one: Damage to the film is sufficient. By closing the switch 52, which is mechanized with the switch 5i! can be coupled, the DC voltage is applied to a capacitor 180 via a resistor 182 se applied so that the capacitor 180 begins to charge, whereby the into the base of a transistor 181 injected voltage increases gradually. If di <base voltage increases, the resistance between view the emitter and collector of transistor 188 to see the voltage win applied to drive motor 48a gradually increased so that the motor 48a is accelerated.

Die in den Schaltbildern für elektronische Baueie mcntc angegebenen Werte sind lediglich repräsentativ und Änderungen in den genannten Ausfülirungsbeispic len der Erfindung sind selbstverständlich möglich.The ones in the circuit diagrams for electronic constructions mcntc values are only representative and changes in the mentioned embodiments of the invention are of course possible.

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Claims

Patent claims:

1. Fadenprüfvorrichtung, with a holder of a thread to be tested, a device for exerting a force on the thread that stretches the thread in the longitudinal direction, a device for detecting the force exerted on the thread and for outputting an electrical signal corresponding to the force, a Device for determining the elongation of the thread and for emitting an electrical signal corresponding to the elongation, a member for generating an electrical program signal which emits a signal 1 «controlling the device for exerting the force on the thread, and a recording device for force and elongation, characterized in that the element is a function generator (42) of selectable frequency and optionally selectable signal form, that the device for detecting the force (24) and the device for determining the strain (26, 28) are connected via a switching device (32) that a comparator of a control device (34) in a first state to the Einrichtu ng for detecting the force (24) and in a second state to the device for determining the strain (26, 28) in order to continuously compare their electrical measurement signals with the program signal and, depending on this, the control signal programmed in this way to the single device Exercise of the force (22) to output that the comparator is wired and the control device (34) is designed so that in the first state in the event of a thread breakage a non-linear control system moves in the direction of the upper saturation limit, and that in the second state the integral square error greatly reduced that the device for exerting the force (22), in particular for responding with low non-linearity, is designed so that it transforms the control signal so that a control signal-proportional movement of the movable body (166) of the holder of the thread (20 ) takes place magnetically, and that a camera (48) detects the processes in the event of a thread breakage.

2. Device according to claim 1, characterized in that the device for exerting the force (22) contains: a housing (162, 164,170), a ring magnet (160) fastened in the housing (162,164,170) , a ring magnet (160) around the movable body ( 166) wound coil (172), and a feed (176,

1 78) for feeding the control signal into the coil (172) in such a way that a magnetic field is generated which interacts with the field of the magnet (160) and whose strength depends on the control signal, the housing (162, 164, 170) is designed to determine a movement path for the body (166) towards and away from the magnet (160) in such a way that the force exerted on the thread (20) by a part (50) of the body (166) changes with the control signal (F Fig. 4).

3. Device according to one of claims 1 to 2, characterized by a further Iland-Sehalle device (36, .S'i, S ₂ ) / to switch through the function generator «« (42) and by a delay (><; 40) / to delay the connection after actuation of the switching device ^ · 'i g. 1).

4. Apparatus according to claim 3 , characterized in that the camera (43) for photographing the thread (20) is stationary and is connected via a buffer to the further manual switching device (36, S ₁ , S ₂ ) so that it is also actuated after actuation of the further manual switch means (36, Si, S ₂₎ (F i g. 1).

5. Apparatus according to claim 4, characterized by a stroboscope (44) operated together with the camera (48 ) (Fig. 1).

6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the manual switching device (36, Si, S ₂ ) is connected to AC voltage, and that the delay element (40) contains: one to the manual switching device (36, S ₁ , S ₂ ) connected rectifier (5G) for rectifying the AC voltage when the manual switching device (36, Si, S ₂ ) is closed, a resistor unit (58, 60,62) connected to the rectifier (56) and a capacitor unit ( 56), which charges up with a closed manual switch means (36, Si, S ₂₎ on the rectified voltage, and discharges at the open hand-switching means (36, Si, S _2), and connected one with the Kondeusatoreinheit (54) optical controller (70) for maintaining the function generator (42) when it is charged as it is (FIG. 3).

7. Apparatus according to claim 6, characterized in that the rectifier is a diode (56) (Fig. 3).

8. Device according to one of claims 3 to 7, characterized by a drive motor (48a,) of the camera (48) and a switch (S ₂ ) of the manual switching device (36th Si, S ₂ ) to the drive motor (48a ^ to be connected to a voltage source so that the film is drawn through the camera (48) (Fig. 5).

9. Device according to claims 4 and 8, characterized in that the buffer (46) the switch (S ₂ ; connects to the drive motor (48a;) that after the switch (S ₂ ) is closed, the motor (48a; with gradually with increasing voltage to gradually accelerate the motor and prevent the film from tearing.

10. The device according to claim 9, characterized in that the buffer (46) for outputting the gradually increasing voltage includes: a transistor (188), wherein the drive motor (48) is connected to a DC voltage source via the emitter and the collector of the transistor (188) and the switch (S ₂ ) is connected, and a capacitor (180) between the base of the transistor (188) and the DC voltage source, the connection to the DC voltage source via the Schaller (S ₂ ; taking place in such a way that the capacitor (180 ) with closed switch (S ₂ ; charges, whereby the voltage at the base and thus also the line of the transistor (188) as well as the voltage at the motor (48.7J increases (Fig. 5).

11. Device according to one of claims I to 10, characterized in that the bcschaltctc comparator contains: an operational amplifier (92) with an input circuit (88, 90), a second input circuit (122, 126), a third input circuit (106, 108), a fourth output circuit (130, 132), a first feedback circuit (112, 114) and a second feedback circuit (134, 136)

State connected are: the first input circuit (88, 90) with the operational amplifier (92), the device for detecting the force (24) with the third input circuit (106, 108), the third input circuit (106, 108) with the operational amplifier ( 92) and the first feedback circuit (112, 114) with the operational amplifier (92), and wherein in the second state: the second input circuit (122, 126) with the operational amplifier (92), the device for determining the strain (26, 28) with the fourth input circuit (130, 132) and the second feedback circuit (134, 136) with the operational amplifier (92) (Fig. 3).

12. The device according to claim 11, characterized in that each input circuit and each feedback circuit is a parallel circuit of a resistor (90, 126, 106, 132, 114, 134) and a capacitor (88, 122, 108, 130, 112, 136) contains (Fig. 3).

13. Apparatus according to claim 11 or 12, characterized in that the switching device (32) has several hand-operated ones which are coupled to one another Includes switch (78,80,82,84,86) (Fig. 3).

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