DE2437482A1

DE2437482A1 - Filament tensile force measuring device - has deflecting pins with air supported runner sleeves of very small mass for rapid response

Info

Publication number: DE2437482A1
Application number: DE2437482A
Authority: DE
Inventors: Michael Dr Bueb; Edgar Dr Muschelknautz
Original assignee: Bayer AG
Current assignee: Bayer AG
Priority date: 1974-08-03
Filing date: 1974-08-03
Publication date: 1976-02-19
Also published as: DE2437482B2; CH600321A5

Abstract

The tensile force measuring pin (103) is designed to act as an air bearing for the tape and the necessary air is supplied through a flexible hose and a channel inside the pin. The surfaces of the sleeves have a low coefficient of friction and are straight or curved or may be bent in the axial direction. Filament guides (105) are used to direct the filament (101) to the above sleeves; the force measuring pin (103) is mounted on a movable support. The filament passes over pins (102, 104) and as it tries to pull straight under tension is deflects the force measuring pin.

Description

Fadenzugkraft-Meßgerät Die Erfindung betrifft ein Fadenzugkraft-Meßgerät, mit welchem insbesondere sehr niedrige Fadenzugkräfte in laufenden Fäden bzw. fadenförmigen Gebilden gemessen werden können, wobei dem Faden nur sehr geringe Reibungs- und Trägheitskräfte übertragen werden. Thread tensile force measuring device The invention relates to a thread tensile force measuring device, with which in particular very low thread tensile forces in running threads or thread-like Formations can be measured, with the thread having very little friction and Inertial forces are transmitted.

Bei der Messung von Fadenzugkräften in laufenden Faden ist es erforderlich, daß die Fadenzugkraft durch den Kontakt mit der Meßvorrichtung infolge von Reibungskräften nicht oder nur geringfügig erhöht wird. Eine Erhöhung der Fadenzugkraft durch den Meßvorgang verändert nämlich den physikalischen Zustand innerhalb des Fadenlaufes und kann darüberhinaus bei besonders empfindlichen fadenförmigen Gebilden, wie sie beispielsweise in sehr dünnen synthetischen Fäden aus Polyamid, Polyester oder Elastomeren vor.liegen, zu bleibenden Schädigungen führen. Zu diesen Schädigungen gehören beispielsweise Verstreckungen und im Extremfall Fadenrisse. Diese Schädigungen spielen bei der Messung sehr niedriger Fadenzugkräfte eine große Rolle, die z.B. in synthetischen Fäden nach Verlassen der Spinndüse in einen Spinnschacht oder aber im weiteren Fadenverlauf auftreten können.When measuring thread tension in running thread, it is necessary to that the thread tension through contact with the measuring device as a result of frictional forces is not or only slightly increased. An increase in the thread tension due to the The measuring process changes the physical state within the thread path and can also be used for particularly sensitive thread-like structures, such as them for example in very thin synthetic threads made of polyamide, polyester or elastomers present, lead to permanent damage. These damages include, for example Drawings and, in extreme cases, thread breaks. These damages play a role in the Measurement of very low thread tension plays an important role, e.g. in synthetic Threads after leaving the spinneret in a spinning shaft or in the further course of the thread may occur.

Es ist bekannt daß die Fadenzugkraft in einem laufenden Faden dadurch gemessen werden kann. daß dieser beispielsweise über ei Umlenkstifte geführt wird. Am mittleren Umlenkstift, welcher den Faden auslenkt, wird über ein mechanisches Federanzeigesystem oder ein elektrisch arbeitendes System die Auslenkkraft gemessen. Die Größe dieser Auslenkkraft ist unmittelbar ein Maß für die im Faden wirkende Zugkraft.It is known that the thread tension in a running thread thereby can be measured. that this is guided, for example, over egg deflection pins. A mechanical Spring display system or an electrically operating system measured the deflection force. The magnitude of this deflection force is a direct measure of that acting in the thread Traction.

Es ist weiterhin bekannt, daß zur Erfüllung der Forderung einer mglichst reibungsarmerl Messung die Umlenkpunkte von bekannten Fadenziigkraft-Meßgeräten mit Materialien eines niedrigen Reibungsbeiwertes versehen werden, beispielsweise aus Keramik.It is also known that to meet the requirement one possible Low-friction measurement of the turning points of known thread tension measuring devices be provided with materials with a low coefficient of friction, for example made of ceramic.

Eine weitere bel;ann-te Möglichkeit zur Messung der Fadenzugkraft besteht darin, die Umlenkstifte mit kugelgelagerten Laufrollen zu versehen, um den Faden mcglichst reibungsarm umzulenken.Another popular way to measure the thread tension consists in equipping the deflection pins with ball-bearing rollers to make the To deflect the thread with as little friction as possible.

Trotz des Einsatzes von Materialien mit niedrigen Reibungsbeiwerten können bei solchen Meßgeräten immer noch Reibungskräfte auftreten, die spezielle Fadenzugkraftmessungen nicht erlauben.Despite the use of materials with low coefficients of friction frictional forces can still occur with such measuring devices, the special Do not allow thread tension measurements.

Dies ist beispielsweise der Fall bei Fäden, die infolge von hohen Adhäsionskräften oder von Klebrigkeiten einen höheren Reibungsbeiwert besitzen und die darüberhinaus auch noch sehr zugkraftempfindlich sind.This is the case, for example, with threads that result from high Adhesive forces or stickiness have a higher coefficient of friction and which are also very sensitive to tensile force.

Bei der Verwendung von kugelgelagerten Umlenkrollen kann die Reibung nur bis zur Kugellagerreibung reduziert werden, die in vielen Fällen noch zu groß ist. Ein weiterer Nachteil der bisher bekannt gewordenen Rollen besteht darin, daß durch die im Vergleich zur Fadenmasse relativ große Masse der Röllchen Träaheitsmomente auftreten können, welche das Messen von raschen Anderungen in der Fadenzugkraft unmöglich machen.When using ball-bearing pulleys, the friction can be reduced can only be reduced to the point of ball bearing friction, which in many cases is still too great is. Another disadvantage of the roles known so far is that due to the relatively large mass of the rolls moments of inertia compared to the thread mass may occur, which is the measurement of rapid changes in thread tension to make impossible.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung anzugeben, bei der Reibungskräfte keinen oder nur einen sehr geringen Einfluß auf die zu messende Fadenzugkraft ausüben und mit der empfindliche Faden ohne bleibende Schädigungen infolge einer Zugkrafterhöhung gemessen werden können.The invention is based on the object of specifying a device in the case of the frictional forces, no or only a very slight influence on the one to be measured Exercise thread tension and use the delicate thread without permanent damage can be measured as a result of an increase in tensile force.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß Umlenkstifte mit luftgelagerten Laufhülsen sehr geringer Masse versehen sind.According to the invention, this object is achieved in that deflection pins are provided with air-bearing sleeves of very low mass.

Die mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Lagerreibung auf ein Minimum reduziert ist, und durch die geringe Masse das Messen von relativ schnellen Schwankungen der Fadenzugkraft möglich wird.The advantages achieved with this device according to the invention exist especially in that the bearing friction is reduced to a minimum, and through the low mass enables the measurement of relatively rapid fluctuations in the thread tension becomes possible.

Wegen der hohen Empfindlichkeit der Meßanordnung können insbesondere auch sehr kleine Fadenzugkräfte, die kleiner als 1 sind, an dunnen und empfindlichen Fäden gemessen werden, ohne die Fadenzugkräfte bzw. die Fadenzugkraftschwankungen durch das Meßgerät selbst zu beeinflussen, beispielsweise durch eine Zugkrafterhöhung infolge von Reibungskräften oder durch die Trägheitskräfte rotierender Massen.Because of the high sensitivity of the measuring arrangement, in particular also very small thread tensile forces, which are less than 1, on thin and sensitive ones Threads are measured without the thread tension or the thread tension fluctuations to be influenced by the measuring device itself, for example by increasing the pulling force as a result of frictional forces or the inertia of rotating masses.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird dem kraftmessenden Umlenkstift die Luft in sein Luftlager über einen flexiblen Schlauch zugeführt. Dadurch wird insbesondere erreicht, daß die Vorrichtung räumlich verschoben werden kann, ohne daß neue Luftzuleitungen gelegt werden müssen.According to a further embodiment of the device according to the invention the force-measuring deflection pin is the air in its air bearing via a flexible Hose fed. This achieves in particular that the device is spatially can be moved without having to lay new air supply lines.

Zur weiteren Verringerung der Masse des Umlenkstiftes wird nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung die Luft durch einen Zuleitungskanal im Inneren des Umlenkstiftes zugeführt.To further reduce the mass of the deflection pin, after a Another embodiment of the device according to the invention, the air through a supply channel fed inside the guide pin.

Nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besitzen die Oberflächacler Laufhülsen einen niedrigen Reibungsbeiwert. Dadurch wird insbesondere erreicht, daß die Fadenzugkräfte bzw. Schwankungen dieser Kräfte durch das Meßgerät selbst nicht oder nur sehr gering beeinflußt werden.According to a further embodiment of the device according to the invention The Oberflächacler sleeves have a low coefficient of friction. Through this it is achieved in particular that the thread tension forces or fluctuations in these forces are not or only very slightly influenced by the measuring device itself.

Zur Führung des Fadens auf die Laufhülsen besitzen diese Laufhülsen nach weiteren Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung gerade, gekrümmte oder geknickte Oberflächenformen, in axialer Richtung jeweils gesehen.To guide the thread onto the sleeves, these sleeves are provided according to further embodiments of the device according to the invention straight, curved or kinked surface shapes, seen in the axial direction.

Zur Heranführung des Fadens auf die Laufhülsen wird nach einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Fadenführer eingesetzt.In order to bring the thread onto the barrel sleeves, another Embodiment of the device according to the invention, a thread guide is used.

Zur Anpassung des Meßbereiches an den jeweils zu messenden Faden wird nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung der kraftmessende Umlenkstift auf einer verstellbaren Halterung angeordnet.To adapt the measuring range to the thread to be measured according to a further embodiment of the device according to the invention, the force-measuring Deflection pin arranged on an adjustable bracket.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigen Figur 1 Vorderansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung Figur 2 Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung Figur 3 Aufsicht auf die erfindungsgemäße Vorrichtung In Figur 1 ist eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung schematisch in der Vorderansicht dargestellt. Der Faden 101 läuft über die Umlenkstifte 102, 103 und 104, welche mit luftgelagerten Laufhülsen versehen sind. Durch ein seitliches Verstellen des mittleren Umlenkstiftes 103 wird der Faden 101 seitlich ausgelenkt. Die Auslenkkraft wird an dem mittleren Umlenkstift 103 gemessen. Die Fadenführer 105 sorgen für die seitliche Führung des Fadens 101; sie sind um den Bolzen 106 schwenkbar. Druckluft zur Lagerung der Umlenkstifte 102, 103, 104 wird über den Stutzen 107 herangeführt.An embodiment of the device according to the invention is in Drawing shown and is described in more detail below. It shows Figure 1 Front view of the device according to the invention FIG. 2 side view of the device according to the invention Device Figure 3 plan view of the device according to the invention in Figure 1 is an embodiment of the device according to the invention schematically in the front view shown. The thread 101 runs over the deflection pins 102, 103 and 104, which are provided with air-bearing sleeves. By adjusting the middle deflection pin 103, the thread 101 is deflected laterally. The deflection force is measured at the middle deflection pin 103. The thread guides 105 take care of the lateral guidance of the thread 101; they can be pivoted about the bolt 106. Compressed air for mounting the guide pins 102, 103, 104 is over the nozzle 107 brought up.

In Figur 2 ist die Seitenansicht der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Die Umlenkstifte 202, 203, 204 besitzen jeweils 19tgelagerte Laufhülsen 220. Diese haben einen Außendurchmesser von 1 bis 6 mm. Darüber läuft der Faden 201. Zu den Luftlagern der Umlenkstifte 202 und 204 wird die Luft über den Stutzen 207 und Speisebohrungen innerhalb der Platte 208 zugeführt. Zu dem Luftlager des Umlenkstiftes 203 wird die Luft über den Stutzen 209 und einen dünnen, flexiblen Schlauch 210 zugeführt. Der Umlenkstift 203 ist als Kraftaufnehmerstift Bestandteil eines elektrischen Kraftmeßsystems, welches in dem Gehäuse 211 untergebracht ist. Durch die Luftzufuhr über den Schlauch 210 wird die gemessene Kraft nur vernachlässigbar verfälscht, da die Messung näherungsweise weglos erfolgt und eine elektrische Kompensation der Nullkräfte vor dem Meßvorgang erfolgt. Das Gehäuse 211 sitzt in dem Block 212, der verschiebbar auf den Führungsstäben 213 angeordnet ist. Dadurch kann der mittlere Auslenkstift 203 bzw. das Gehäuse 211 seitlich bewegt werden. Zur Halterung der Meßanordnung an der Meßstelle ist ein Montagestab 214 angeordnet. Das elektrische Meßsignal wird über ein Kabel 217 weitergeleitet.In Figure 2 is the side view of the embodiment of the invention Device shown. The deflection pins 202, 203, 204 each have 19tings Barrel sleeves 220. These have an outside diameter of 1 to 6 mm. Runs over it the thread 201. The air is transferred to the air bearings of the deflection pins 202 and 204 the nozzle 207 and feed bores within the plate 208 supplied. To the air camp of the deflection pin 203, the air is over the nozzle 209 and a thin, flexible Hose 210 supplied. The deflection pin 203 is part of the force transducer pin an electrical force measuring system which is accommodated in the housing 211. As a result of the air supply via the hose 210, the measured force is only negligible falsified, since the measurement is almost pathless and an electrical compensation the zero forces takes place before the measuring process. The housing 211 sits in the block 212, which is arranged displaceably on the guide rods 213. This allows the middle Deflection pin 203 or the housing 211 are moved laterally. To hold the A mounting rod 214 is arranged at the measuring point. The electric The measurement signal is passed on via a cable 217.

In der Figur 3 is-t die Aufsicht der Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Bei einem seitlichen Bewegen des mittleren Umlenkstiftes wird über eine einstellbare Anschlagschraube 315 dafür gesorgt, daß immer wieder eine gleich große Auslenkung des Fadens erreicht wird. Ein Anschlag 316 am Ende der Führungsstäbe 313 sichert den Block 312 vor einem Herausgleiten aus der Führung. Über das Kabel 317 wird der elektrische Meßwert zur weiteren Verarbeitung geleitet.In the figure 3 is the top view of the embodiment of the invention Device shown. When the middle deflection pin moves sideways an adjustable stop screw 315 ensures that again and again an equal deflection of the thread is achieved. A stop 316 at the end the guide rods 313 secures the block 312 from sliding out of the guide. The electrical measured value is passed via the cable 317 for further processing.

Claims

Patent claims:

MN 1)) Thread tension measuring device characterized in that deflection pins (102, 103, 104, 202, 203, 204) with air-bearing sleeves (220) are very low Mass are provided.

2) Device according to claim l, characterized in that the force measuring Deflection pin (103, 203) has an air bearing to which the Lu.Pt has a flexible Hose (209) is fed.

3) Device according to claim 2, characterized in that the force-measuring Deflection pin (103, 203) has an air bearing, which the air through a uleitungskanal is fed inside the deflection pin (103, 203).

4) Device according to claim 1 to 3, characterized in that the surfaces of the sleeves (220) have a low coefficient of friction.

5) Device according to claim 1 to 4, characterized in that the barrel sleeves (220) have straight surface shapes as seen in the axial direction.

6) Device according to claim 1 to 4, characterized in that Sleeves (220) have curved surface shapes seen in the axial direction.

7) Device according to claim 1 to 4, characterized in that the barrel sleeves (220) have kinked surface shapes as seen in the axial direction.

8) Device according to claim 1 to 7, characterized in that Thread guide (105) guide the thread (101) onto the air-bearing sleeves (220).

9) Device according to claim 1 to 8, characterized in that the force-measuring deflection pin (103, 203) on an adjustable holder (212, 312) is arranged.