DE3713290A1

DE3713290A1 - Fadenzugkraftmessvorrichtung mit federnd bewegbarem fadenfuehler

Info

Publication number: DE3713290A1
Application number: DE19873713290
Authority: DE
Inventors: Guenter Honigmann
Original assignee: Barmag AG; Barmag Barmer Maschinenfabrik AG
Current assignee: Oerlikon Barmag AG
Priority date: 1987-04-18
Filing date: 1987-04-18
Publication date: 1988-11-03

Description

Die Erfindung betrifft eine Fadenzugkraftmeßvorrichtung mit einem federnd bewegbaren Fadenfühler.

Die Fadenzugkraft stellt bei der Herstellung und der weiteren Bearbeitung, etwa bei der Texturierung und insbesondere der Falschdralltexturierung einen wesentlichen Verfahrensparameter dar. Auch kurzzeitige Schwankungen der Fadenzugkraft können die Qualität des Fadens erheblich beeinflussen und beeinträchtigen. So ist beispielsweise bei der Aufwicklung der Fäden an einer Spinnstreckmaschine vor allem bei hohen Anforderungen an die Titergleichmäßigkeit die Einbeziehung des Fadenzugkraftverlaufs in die Regelung der Aufwickelgeschwindigkeit von erheblicher Bedeutung, weshalb ihre kontinuierliche Überwachung und Messung erforderlich wird. Bei den dort üblichen sehr hohen Fadenge schwindigkeiten verbunden mit entsprechend hohen Frequenzen der Fadenzugkraftschwankungen wird ein Fadenzugkraftmesser wünschens wert, der diesen möglichst weitgehend folgen kann, dessen Eigen frequenz also genügend weit über den auftretenden Frequenzen der Fadenzugkraftschwankungen liegt.

Der Erfindung liegt danach die technische Aufgabe zugrunde, eine Fadenzugkraftmeßvorrichtung mit hoher Eigenfrequenz bereitzustel len, der weitgehend lageunabhängig ist und eine hohe Meßgenauig keit bei ausreichender Reproduzierbarkeit erreicht. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Fadenzugkraftmeßvorrichtung der eingangs genannten Art gelöst, die sich dadurch auszeichnet, daß das den Fadenfühler tragende Federelement eine Torsionsfeder ist und der Fadenfühler an einem Ende mit der Torsionsfeder in senk rechter Anordnung zu ihr starr verbunden ist. In Weiterbildung ist der Fadenfühler über die Torsionsfeder hinaus verlängert, der Kopf der Verlängerung steht mit einem Signalgeber in Wirkverbin dung. Bei einer Weiterbildungsform ist die Torsionsfeder beidsei tig eingespannt, der Fadenfühler liegt in der senkrecht zur Torsionsfeder verlaufenden Mittelebene.

Bei einer bevorzugten Ausbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist die Torsionsfeder eine an ihren einander gegenü berliegenden Schmalseiten eingespannte ebene Platte. Sie ist zentrisch von einem Stab durchdrungen, dessen freie Enden auf der einen Seite der Platte als Fadenfühler einen mit dem Faden in Kontakt stehenden Tastkopf und auf der anderen Seite einen mit einem gegenüberliegenden ortsfesten Signalgeber zusammenwirkenden Meßgeber tragen. Der die Torsionsfeder durchdringende Stab ist vorteilhaft im wesentlichen in deren Masseschwerpunkt einge spannt, wobei vorzugsweise die Anordnung derart erfolgt, daß die Masseschwerpunkte der Torsionsfeder und des Stabes im wesent lichen zusammenfallen.

Die plattenförmige Torsionsfeder ist bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zu ihrer Torsionsachse bzw. zur sog. neutralen Faser symmetrisch ausgebildet. Sie kann auf der Stirnseite eines geschlossenen Gehäuses eingespannt sein, so daß nur der Fadenfühler mit dem Tastkopf aus dem Gehäuse vorsteht, während die Meßeinrichtung geschützt im Gehäuseinneren liegt. Die die Torsionsfeder darstellende ebene Platte kann mit besonderem Vorteil die Form eines Doppel-T haben und mit den Lappen des T aufgespannt sein. Dabei liegen vorzugsweise nur die Lappen des T selbst auf, während unter und - bei vorhandenem Gehäusedeckel über der zwischen den Lappen liegenden Verlängerung des stab förmigen Teils der Torsionsfeder in den Gehäuse- und ggf. Deckelwänden die Verlängerungen freilegende Ausnehmungen vorgese hen sind. Um die im Gehäuseinneren liegende Meßeinrichtung vor eindringendem Staub zu schützen, kann die Torsionsfeder an ihren Seitenrändern mit einer ihrerseits mit der Gehäusewand staubdicht verbundenen Membrane verbunden sein, deren Rückstellkraft vernachlässigbar klein ist. Bei der Gestaltung der plattenförmi gen Torsionsfeder kann es ggf. von Vorteil sein, wenn die Breite der plattenförmigen Torsionsfeder im Bereich der Durchdringung durch den Stab soweit vergrößert wird, daß das Trägheitsmoment des stabförmigen Teils der plattenförmigen Torsionsfeder über seine gesamte freie Länge im wesentlichen gleich bleibt.

Zeichnungsbeschreibung

An Hand der in der beigegebenen Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Fadenzugkraftmeß vorrichtung;

Fig. 2 Draufsicht auf die Vorrichtung gem. Fig. 1;

Fig. 3 Längsschnitt durch ein Meßgehäuse;

Fig. 4 Querschnitt des Gehäuses gem. Fig. 3.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine erfindungsgemäße Fadenzugkraft meßvorrichtung, die mit einer Torsionsfeder 2 in Form einer ebenen Platte ausgestattet ist. Sie besteht aus dem stabförmigen Mittelteil 3 und den vier der Torsionsfeder 2 die Form eines Doppel-T gebenden Lappen 4 und ist sowohl zur Torsionsachse 12 als auch zur in Fig. 2 als Linie dargestellten Mittelebene 5 symmetrisch gestaltet, so daß der Flächen- und der Masseschwer punkt 13 zusammenfallen. Über die Lappen 4, die durch Schrauben 17 und Scheiben bzw. Federringe 18 mit den Aufspannflächen 29 der Halterung 1 verbunden sind, ist die Torsionsfeder 2 an ihren Schmalseiten eingespannt. Im Bereich der zwischen den Lappen 4 verlaufenden Verlängerung des stabförmigen Mittelteils 3 ist je eine Ausnehmung 15 vorgesehen, so daß der stabförmige Mittelteil 3 der Torsionsfeder 2 auf seiner gesamten Länge frei liegt.

Im wesentlichen im Masseschwerpunkt 13 der plattenförmigen Torsionsfeder 2 wird diese von einem Stab 7, 8 senkrecht zur Plattenoberfläche durchdrungen. Der untere Teil 7 (Fig. 1) trägt an seinem freien Ende einen Meßgeber 10, der mit dem Signalgeber 11 zusammenwirkt. Der obere Teil 8 des Stabes 7, 8 trägt an seinem freien Ende den Tastkopf 9, in der Darstellung einen Fadenführer in Diaboloform, über den der Faden 16 etwa so, wie in Fig. 2 angedeutet, geführt ist und über den Tastkopf 9 und den Tastarm 8 auf die Feder 2 ein in seiner Höhe von der im Faden 16 wirkenden Fadenzugkraft abhängiges Torsionsmoment um die Torsi onsachse 12 ausübt. Im Bereich der Durchdringungsstelle 26 hat bei der dargestellten Ausführungsform das Mittelstück 6 des stabförmigen Teils 3 eine größere Breite 14 als im übrigen Bereich. Dies kann zweckmäßig sein, um das Trägheitsmoment des stabförmigen Teils 3 auf dessen gesamter freien Länge im wesent lichen gleich zu machen.

Eine Weiterbildungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigen die Fig. 3 und 4. Eine mit der der Fig. 1 und 2 vergleich bare Fadenzugkraftmeßvorrichtung 2 bis 10 ist in ein geschlos senes Gehäuse 20 eingesetzt, indem die T-Lappen 4 auf zwei einander gegenüberliegenden Gehäuseseiten mit den Stirnflächen 28 der offenen Gehäuseseite verschraubt sind. Wie bereits zur Fig. 1 beschrieben sind unter der zwischen den jeweiligen Lappen 4 eines Federendes verlaufenden Verlängerung des stabförmigen Federmit telteils 3 Ausnehmungen 15 vorgesehen. Das Gehäuse 20 ist mit einem Deckel 21 abgedeckt, der einen den Durchtritt und die freie Beweglichkeit des Tastarms 8 gewährleistenden Schlitz 22 aufweist und vermittels der Schrauben 23 mit dem Gehäuse 20 verbunden ist. Im Bereich der Ausnehmungen 15 am Gehäuse 20 sind auch im Deckel 21 Ausnehmungen 19 vorgesehen, die aber vorzugsweise über die gesamte Federbreite einschließlich der Lappen 4 reicht.

Fig. 4 zeigt außerdem eine Membrane 24, die entlang der Befesti gungsränder 25 beispielsweise durch Verkleben mit den Rändern der Torsionsfeder 2 verbunden ist. Am Gehäuse 20 ist die Membrane 24 zwischen der Stirnfläche 28 und dem Deckelrand eingeklemmt. Diese Membrane 24 dient ausschließlich dem Staubschutz der Meßeinrich tung 10, 11 und kann daher sehr dünn sein und eine praktisch vernachlässigbar kleine Rückstellkraft haben, so daß eine Beeinflussung der Meßergebnisse ausgeschlossen werden kann.

Zum Umsetzen der durch die Änderungen der Fadenzugkraft verur sachten Bewegungen der Stabenden in Meßsignale, ggf. auch Istwertsignale für eine Regelung der Aufwickelgeschwindigkeit, gibt es verschiedene in der Meßtechnik bekannte und gebräuchliche Möglichkeiten. So kann beispielsweise der am Ende des Stabarms 7 vorgesehene Meßgeber 10 ein Permanentmagnet sein. Der in der Halterung 1 ihm gegenüber eingesetzte Meßempfänger oder Signal geber 11 kann in diesem Fall beispielsweise entweder eine Hall- Sonde oder ein wegen seiner bekannten hohen Empfindlichkeit in manchen Fällen besonders geeigneter magnetoresistiver Sensor sein, wobei die im einzelnen bei der Auswahl und beim Einbau zu beachtenden Besonderheiten der Fachwelt geläufig sind. Ebenso ist eine pneumatische Einrichtung mit Düse und Prallplatte, eine optische Lösung etwa mit Doppelphotodiode, oder eine kapazitive Lösung möglich. Die jeweils ausgewählte Meßeinrichtung sollte in jedem Fall geeignet sein, den gesamten von der Torsionsfeder 2 und dem Meßstab 7, 8 überstrichenen Frequenzbereich der Fadenzug kraftschwankungen zu verarbeiten.

Bezugszeichenaufstellung: 1 Halterung, Tragbügel
2 Torsionsfeder
3 Stabteil, stabförmiger Teil
4 T-Lappen, Lappen, Befestigungslappen
5 Mittelebene
6 Mittelstück
7 Stabarm, Meßarm, Verlängerung
8 Stabarm, Tastarm
9 Fadenführerkopf, Tastkopf
10 Meßgeber, Kopf
11 Meßempfänger, Signalgeber
12 Torsionsachse, neutrale Faser
13 Masseschwerpunkt
14 Federbreite, Breite
15 Ausnehmung
16 Faden
17 Befestigungsschraube
18 Unterlegscheibe, Federring
19 Ausnehmung
20 Gehäuse
21 Deckel
22 Schlitz
23 Gehäuseschraube
24 Dichtmembrane
25 Befestigungsrand
26 Einspannstelle
27 Signalleitungen
28 Stirnseite
29 Auflagefläche
30 Meßseite

Claims

1. Fadenzugkraftmeßvorrichtung mit einem federnd bewegbaren Fadenfühler, dadurch gekennzeichnet, daß das den Fadenfühler (8, 9) tragende Federelement (2) eine Torsionsfeder (2) ist und der Fadenfühler (8, 9) an einem Ende mit der Torsionsfeder (2) in senkrechter Anordnung zu ihr starr verbunden ist.

2. Fadenzugkraftmeßvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Fadenfühler (8, 9) über die Torsionsfeder (2) hinaus verlängert ist und der Kopf (10) der Verlängerung (7) mit einem Signalgeber (11) in Wirkverbindung steht.

3. Fadenzugkraftmeßvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder (2) beidseitig eingespannt ist und der Fadenfühler (8, 9) in ihrer senkrecht zu ihr (2) verlaufen den Mittelebene (5) verläuft.

4. Fadenzugkraftmeßvorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Torsionsfeder (2) eine an den zwei einander gegenüber liegenden Schmalseiten eingespannte, zentrisch von einem Stab (7, 8) durchdrungene ebene Platte (3, 4) ist und der Stab (7, 8) auf der einen Seite als Fadenfühler (8) den Tastkopf (9) und auf der anderen Seite die Meßeinrichtung (Meßgeber 10) trägt.

5. Fadenzugkraftmeßvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der die plattenförmige Torsionsfeder (2) durchdringende Stab (7, 8) im wesentlichen im Masseschwerpunkt (13) eingespannt ist (Einspannstelle 26).

6. Fadenzugkraftmeßvorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmige Torsionsfeder (2) zu ihrer Torsionsachse (neutrale Faser 12) symmetrisch ist.

7. Fadenzugkraftmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmige Torsionsfeder (2) auf der Stirnseite (28) eines geschlossenen Gehäuses (20, 21) eingespannt ist.

8. Fadenzugkraftmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die plattenförmige Torsionsfeder (2) Doppel-T-Form hat und die Lappen (4) der doppel-T-förmigen Torsionsfeder (2) auf Flächen (29) aufgespannt sind.

9. Fadenzugkraftmeßvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Stirnfläche (28) des Gehäuses (20) zwischen den Auflageflächen (29) der T-Lappen (4) derartige Ausnehmungen (15) vorgesehen sind, daß der stabförmige Teil (3) der Torsionsfeder (2) auf seiner gesamten Länge frei liegt.

10. Fadenzugkraftmeßvorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßseite (30) des Gehäuses (20, 21) durch eine mit der plattenförmigen Torsionsfeder (2) verbundene Membrane (24) vernachlässigbarer Rückstellkraft abgedichtet ist.