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Vorrichtung zum Messen der Garnspannung
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Die Erfindung betrifft einen Garnspannungmesser, der- in der Textilindustrie
zur Messung der Spannung eines mit hoher Geschwindigkeit laufenden Garnes verwendet
wird. Die Meßvorrichtung ist nützlich bei dem Herstellungs- und/oder QuaIitätsprüfungsverfahren
von textilen Produkten, um die bei solchen Verfahren anzuwendenden Herstellungs-
und/oder Prüfbedingungen festzustellen und zu bestimmen.
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Einrichtungen zum Messen der Spannung eines laufenden Garnes, wie
sie z.B. in den Fig. 1 und 2 dargestellt sind, sind bislang bekannt.
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Die in Fig. 1 gezeigt Garnspannungsmeßvorrichtung weist einen Kraftübertrager
7 auf, der mit einer elastischen Platte 5 versehen ist, die an ihrem einen Ende
befestigt ist und an ihrem anderen Ende eine Führung 4 aufweist. Feste Garnführungen
2 und 3 sind an im Abstand von dem Kraftübertrager 7 angeordneten Stellen vorgesehen.
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Wenn ein Garn 1 auf einem bestimmten Weg gemäß Darstellung läuft,
wird die Führung 4 des Kraftübertragers 7 in Richtung des Pfeiles "a" vorgespannt
und bringt eine Belastung oder Verformung auf die elastische Platte 5 auf. Diese
Verformung wird durch eine Verformungsmeßschaltung einschließlich eines Dehnungsmessers
6 und eines Signalprozessors 8 in ein Signal umgewandelt, welches die Zugspannung
des Garnes anzeigt, und der Spannungswert wird an einem Meßgerät 9 angezeigt.
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Ein herkömmliches Meßgerät ähnlich diesem hat Nachteile infolge der
Tatsache, daß das Garn 1 fortlaufend mit den festen Führungen 2 und 3 sowie mit
der Führung 4 des Kraftübertragers 7 in Berührung steht. Diese Nachteile sind: 1.
Reibwiderstand, welchem das laufende Garn wegen der Berührung mit den Führungen
2, 4 unterworfen ist, veranlaßt einen Spannungsverlust im Garn. Infolgedessen ist
es unmöglich, einen hohen Grad an Genauigkeit zu erhalten.
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2. Der Reibwiderstand beschädigt das laufende Garn. Wenn das Garn
mit einer hohen Geschwindigkeit läuft, wird durch den Reibwiderstand insbesondere
Wärme erzeugt, und dies verursacht Garnbruch.
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Die in Fig. 2 gezeigte Garnspannungmeßvorrichtung ist auf der anderen
Seite mit einem Vibrator 10 ausgestattet, an welchem das feste Ende der elastischen
Platte 5 nach Fig. 1 angebracht ist.
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Wenn die elastische Platte 5 unter Verwendung des Vibrators 10 der
Fig. 2 in Schwingungen versetzt wird, bewegt sich die elastische Platte 5 zwischen
den mit ausgezogenen Linien und den mit gestrichelten Linien dargestellten Positionen
hin und her, und die Messung der Spannungswerte wird intermittierend bzw.
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diskontinuierlich. Die Beschädigung des Garnes wird folglich ebenfalls
intermittierend, und die erzeugte Wärmemenge wird auf einen gewissen Betrag reduziert.
Dies reicht jedoch nicht aus, um in vielen Fällen gefährliche Wirkungen auf das
Garn auszuschalten. Ferner haben die Spannungsmeßgeräte dieser Art die folgenden
Nachteile:
1. Beim Messen der Spannung ist es wie bei der Ausführungsform
nach Fig. 1 unmöglich, einen hohen Grad an Genauigkeit sicherzustellen.
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2. Sobald die elastische Platte 5 in Schwingungen versetzt wird, werden
die Leitungen zwischen dem Dehnungsmesser 6 und dem Signalprozessor 8 Beschädigungen
ausgesetzt.
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3. Weil die Spannungssignale aus dem Dehnungsmesser 6 mit Signalen
verbunden sind bzw. mit diesen zusammengebracht werden, welche durch Vibration der
elastischen Platte hervorgerufen sind, kann ein hoher Grad an Genauigkeit nicht
erhalten werden.
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Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung einer Vorrichtung zum
Messen der Garnspannung, welche die Nachteile der herkömmlichen Techniken ausschaltet
und die Messung von Spannungswerten eines laufenden Garnes mit einem hohen Grad
an Genauigkeit und ohne Beschädigung des Garnes erlaubt.
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Die Spannungsmeßvorrichtung gemäß der Erfindung ist mit einer Drehführung
ausgestattet, die von einem Motor angetrieben ist, und weist mindestens einen Kraftübertrager
für die Erfassung des Berührungsdruckes des Garnes als ein elektrisches Signal auf.
Die Vorrichtung weist auch feste Führungen auf, welche den Laufweg des Garnes bestimmen.
Der Kraftübertrager ist zwischen der Drehführung und den festen Führungen angeordnet,
wodurch nachfolgend erläuterte Vorteile gemäß der Erfindung erreicht werden.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden
Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Zusammenhang mit den Zeichnungen.
Es zeigen:
Fig. 1 und Fig. 2 schematische Darstellungen herkömmlicher
Spannungsmeßgeräte, wobei bislang verwendete Techniken gezeigt sind, Fig. 3 eine
schematische Vorderansicht einer Garnspannungsmeßvorrichtung mit den Merkmalen gemäß
der Erfindung, wobei die gestrichelten Linien alternative Positionen des Garnes
und des Teils 11 darstellen, Fig. 4 eine Seitenansicht der in Fig. 3 gezeigten Garnspannungsmeßvorrichtung,
Fig. 5 und Fig. 6 und Fig. 7 perspektivische Darstellungen unterschiedlicher Formen
von Drehführungen, wie sie bei Garnspannungsmeßvorrichtungen gemäß der Erfindung
verwendet werden, Fig. 8 und Fig. 9 perspektivische Darstellungen verschiedener
Aufbauten des Kraftübertragers, Fig. 10 ein Blockdiagramm, welches bei einer Ausführungsform
die Zusammensetzung einer Schaltung zeigt, die zur Aufnahme eines Spannungssignals
ausgestaltet ist, welches durch Dehnungsmesser erfaßt ist, und das Signal als Spannungswert
anzeigt, und Fig. 11 ein Diagramm unter Darstellung der Lage zwischen den zwei Signalen,
die von der in Fig. 10 gezeigten Schaltung erhalten sind.
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Einzelheiten der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden
nachfolgend an Hand der Zeichnungen beschrieben, wobei
sich jedoch
versteht, daß die Erfindung auf diese Ausführungsformen nicht beschränkt ist.
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Die Fig. 3 und 4 zeigen eine Ausführungsform einer Garnspannungsmeßvorrichtung
gemäß der Erfindung. In diesen Figuren bezeichnet die Bezugszahl 1 ein laufendes
Garn, und die Teile 2 und 3 sind feste Führungen, die an einem Gehäuse 13 angebracht
sind. Ein Kraftübertrager 7 enthält eine elastische Platte 5 (Fig. 4), an welcher
ein Dehnungsmesser 6 angebracht ist. Ein Ende der elastischen Platte 5 ist am Gehäuse
13 befestigt, und sein anderes Ende ist an einer Führung 4 angebracht. Die Bezugszahl
9 bezeichnet einen Signalprozessor bzw. eine signalverarbeitende Einrichtung, 9
ein Meßgerät und 11 eine Drehfüh-0 rung mit um 180 voneinander angeordneten Schenkeln,
die durch einen Motor 12 angetrieben sind und veranlassen, daß das Garn 1 zwischen
den festen Führungen 2 und 3 pulsiert.
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Weil die Messung der Spannung des laufenden Garnes dadurch bewirkt
wird, daß das Garn 1 die Führung 4 in Richtung des Pfeiles d zwingt, wenn die Drehführung
11 in der durch ausgezogene Linien dargestellten Position gegen das Garn gedrückt
wird, kann die feste Führung 2 erwünschtenfalls fortgelassen werden.
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Wenn die Schenkel der Drehführung 11 in Richtung des Pfeiles "c" gedreht
werden, wird das Garn 1 zwischen der in ausgezogenen Linien dargestellten Position
und in der durch gestrichelte Linien dargestellten Position pulsiert oder in Schwingungen
versetzt, und Druck wird intermittierend vom Garn auf die Führung 4 aufgebracht.
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Wenn die einen Impuls vom Schenkel 11 aufnehmende Führung 4 also vorgespannt
wird, erfaßt der Dehnungsmesser 6 die sich ergebende Kraft und signalisiert diese
über den Signalprozessor 8 in die Meßvorrichtung 9 hinein, wo sie als ein Spannungswert
angezeigt wird.
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Die Fig. 5, 6 und 7 zeigen unterschiedliche Gestaltungen bzw.
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Formen der Drehpulsiervorrichtung. In Fig. 5 ist der Rotator ein plattenförmiger
Körper, der aus einer sich drehenden Welle besteht, an der zwei Blätter befestigt
sind. Fig. 6 zeigt einen Rotator in Form einer Kreisplatte, aus deren Oberfläche
zwei Führungsstifte herausragen, wobei die Kreisplatte an einem Ende einer Drehwelle
in ihrer Mitte befestigt ist. In Fig. 7 ist der Rotator an zwei gekrümmten Garnführungsoberflächen
auf einer Nocke geformt. In jedem Falle kann die Drehführung beliebige gewünschte
Gestalt oder Art haben, solange sie um die Achse ihrer Drehwelle mit einer Garnpulsierführungsoberfläche
versehen ist, die von der Welle angetrieben ist.
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Die Fig. 8 und 9 zeigen ausgewählte Ausführungsformen der Arten von
Kraftübertragern, die verwendet werden können. In Fig. 8 ist nur ein Kraftübertrager
vorgesehen. In Fig. 9 sind zwei Kraftübertrager 7 vorgesehen. Unter gewöhnlichen
Umständen erfüllt eine Spannungsmeßvorrichtung mit nur einem Kraftübertrager 7 den
Zweck. Wenn jedoch eine Messung an Orten ausgeführt werden soll, wo Vibrationen
bzw. Schwingungen und Temperaturfluktuationen angetroffen werden, kann mit bestem
Vorteil eine Garnspannungsmeßvorrichtung verwendet werden, welche zwei Kraftübertrager
7 aufweist. Bei diesem Beispiel erfaßt ein Kraftübertrager die Spannung des Garns
und erfaßt auch die
Schwingungen, während der andere Ubertrager
veranlaßt wird, nur die Schwingungen zu erfassen (wobei er nicht mit dem Garn in
Berührung gebracht wird). Das Signal wird auf eine Brückenschaltung gegeben, wobei
Dehnungsmesser in den Kraftübertragern verwendet werden. Durch diese Einrichtung
kann die Wirkung von Temperaturschwankungen und Schwingungen ausgeschaltet werden,
und reine Spannungssignale können erhalten werden.
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Fig. 10 zeigt ein Beispiel einer Signalschaltung, wenn die Spannungsmessung
durch die Verwendung eines Garnspannungsmeßgerätes ausgeführt wird, in welchem eine
Kombination von zwei Kraftübertragern 7, 7 verwendet wird. Infolge der Tatsache,
daß zwei Dehnungsmesser 6 verwendet werden-, wird eine Brücke durch Schaltungen
mit Widerständen R1 und R2 in der Signalbehandlungsschaltung gebildet. Die Widerstände
der Dehnungsmesser 6, 6 verändern sich mit der Garnspannung. Das Brückenausgangssignal
wird durch einen Verstärker 14 verstärkt und in ein Bandeliminierfilter 15 geführt.
Das Ausgangssignal des Bandeliminierfilters bzw. der Bandsperre 15 wird in eine
Spitzendetektorschaltung 16 geführt, deren Ausgang wiederum wird in die Meßvorrichtung
9 geführt und wird dort als Spannungswert angezeigt. Mit der Bezugszahl 17 ist das
Netzgerät bezeichnet.
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Fig. 11 ist ein Spannungs-Zeit-Diagramm unter Darstellung der Lage
bzw. des Verhältnisses zwischen den Eingangs- und Ausgangssignalen der Spitzendetektorschaltung
16, wie sie in Fig. 10 gezeigt ist. In diesem Diagramm zeigt die Kuver "A" das Eingangssignal
der Spitzendetektorschaltung an, und ihre Spitzenwerte zeigen die Spannung des Garnes,
die intermittierend
in Abhängigkeit von den Schwingungen der (Dreh-)
Pulsierführung gemessen ist. Die Kurve "B" zeigt andererseits das Ausgangssignal
der Spitzendetektorschaltung, welche die Spitzengrößen der Kurve "A" zurückhält.
Diese gehaltenen Größen werden auf der Meßvorrichtung als Spannungsgrößen des Garns
angezeigt.
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Nach-dem ausgewählte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben worden sind, wird verständlich,
daß bedeutende Wirkungen durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen erreicht werden,
wie nachfolgend beschrieben wird.
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Da eine Spannungsmeßvorrichtung gemäß der Erfindung so aufgebaut ist,
daß ihre Spannungsdetektoreinheit eine Drehführung, mindestens einen Kraftübertrager
und feste Führungen aufweist, hat sie viele Vorteile, einschließlich der unten beschriebenen.
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1. Die intermittierende bzw. diskontinuierliche Messung der Spannung
eines laufenden Garnes kann leicht erhalten werden.
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2. Sobald die (dreh-) pulsierende Führung in derselben Richtung gedreht
wird wie die Laufrichtung des Garnes, kann der Reibwiderstand, welcher durch die
Berührung zwischen der pulsierenden Führung 11 und dem Garn entsteht, auf einem
Minimum gehalten werden. Ferner ist die Größe der Bewegung der Führung 4 sehr klein,
und die Größe des aus der Berührung des Garnes mit der festen Führung 3 entstehenden
Reibwiderstandes ist auch sehr klein. Da ferner die feste Führung 2 erwünschtenfalls
weggenommen werden kann, ist der Reibwiderstand, der aus der Berührung zwischen
dem Garn
und den Führungen entsteht, wesentlich auf diejenige Reibung
beschränkt, die sich aus der Berührung des Garnes mit der Führung 4 ergibt. Folglich
ist die Größe des Reibungswiderstandes, welche die Garnspannungsmeßvorrichtung auf
das Garn zur Zeit der Spannungsmessung aufbringt, sehr klein.
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Folglich-wird keine Beschädigung des Garnes verursacht.
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3. Wenn die Größe des Reibwiderstandes an den Führungen reduziert
wird, wird auch der Spannungsverlust aus dem Reibwiderstand an jeder Führung vermindert.
Dies erlaubt eine hervorragende Verbesserung der Genauigkeit der gemessenen Spannungsgrößen.