DE858320C

DE858320C - Tester for tensile stress on fine fibers

Info

Publication number: DE858320C
Application number: DEP1886D
Authority: DE
Inventors: Rudolf Kern
Original assignee: Phrix Werke AG
Current assignee: Phrix Werke AG
Priority date: 1944-09-01
Filing date: 1944-09-01
Publication date: 1952-12-04

Description

Prüfgerät zur Beanspruchung feiner Fasern auf Zug Die Erfindung betrifft ein Prüfgerät zur Beanspruchung feiner Fasern, Fäden. Haare usw. auf Zug. Das Prinzip derartiger, in vielen Ausführungen bekannter Geräte besteht darin, das Prüfstück irgendwie an den Enden zu erfassen und in die Länge zu ziehen, wobei die Streckung an einer Skala, gegebenenfalls an einem Kraftmesser, abgelesen wird. Die übliche Anordnung von Schraubenklammern zur Ergreifung der Fadenenden hat hierbei erhebliche Nachteile: denn die Klemmen sind bei feinen kurzen Fadenstücken schwierig zu handhaben und lassen kein genaues Bild über das Verhalten des Prüfstückes nach Aufhören der Zugbeanspruchung zu. Insbesondere gilt dies für die Untersuchung gekräuselter Fasern und hinsichtlich des Verhältnisses zwischen elastischer und platischer Dehnung.Testing device for tensile stress on fine fibers The invention relates to a testing device for stressing fine fibers, threads. Hair etc. on train. The principle of such devices, known in many designs, consists in the test piece somehow grasp at the ends and pull them out, stretching is read on a scale, possibly on a dynamometer. The usual Arrangement of screw clamps for gripping the thread ends has this considerable Disadvantages: because the clamps are difficult to handle with fine, short pieces of thread and leave no precise picture of the behavior of the test piece after the end of the Tensile stress to. This is particularly true for the investigation of curled fibers and with regard to the relationship between elastic and platical elongation.

I)as Gerät gemäß der Erfindung ist von diesem Mangel frei. Es weist zur Erfassung des freien Endes des mit einem Kraftmesser verbundenen Prüfstückes ein heb- und senkbares, magnetisch, insbesondere elektromagnetisch anschaltbares Greifwerkzeug auf. Dieses Greifwerkzeug besteht vorzugsweise aus einem Magnet, der mit einem am Ende des Prüfstückes befestigten feinen Metallstückchen zusammenwirkt. I) the device according to the invention is free from this defect. It shows for detecting the free end of the test piece connected to a dynamometer a liftable and lowerable, magnetically, in particular electromagnetically switchable Gripping tool. This gripping tool preferably consists of a magnet that cooperates with a fine piece of metal attached to the end of the test piece.

Durch die magnetische Schaltung des Greifwerkzeuges wird es möglich, das Ende des zu prüfenden Fadens schnell und einfach zu erfassen und vor allem freizugeben, so daß sich eindeutige Aufschlüsse über den enteil der elastischen und platischen I)eliiiuiig an der Gesamtdehnbarkeit des Fadens ergeben. The magnetic circuit of the gripping tool makes it possible to to grasp the end of the thread to be tested quickly and easily and above all to release so that unambiguous information can be obtained about the enteil of elastic and platical I) eliiiuiig result from the total extensibility of the thread.

Die Erfindung läßt es auf diese Weise zu. drei für die Beurteilung von Textilien besonders wichtige Tests einwandfrei auszuführen, nähmlich die Bestimmung des Kräuselungsgrades, der Kräuselungsbeständigkeit und des schon erwähnten Verhältnisses elastiche-plastiche Dehnung. Für die Beurteilung des Gebrauchswertes von Textilien sind gerade diese Daten von erheblicher Bedeutung. Das mit dem neuartigen Gerät mögliche Prüfverfahren ist daher ebenfalls Gegenstand der Erfindung. The invention allows it in this way. three for assessment to properly carry out particularly important tests of textiles, namely the determination the degree of curling, the curling resistance and the already mentioned ratio elastic-plastic stretching. For assessing the utility value of textiles it is precisely these data that are of considerable importance. The one with the new device possible test methods are therefore also the subject of the invention.

Einzelheiten des Erfindungsgegenstandes sind nachstehend an Hand eines Ausführungsbeispieles beschrieben, das die Zeichnung veranschaulicht. Details of the subject matter of the invention are given below of an embodiment which illustrates the drawing.

Abb. 1 zeigt die Gesamtanordnung des Prüfgerätes; Abb. 2 gibt drei Stufen eines Testes zur Bestimmung des Kräuselungsgrades eines Fadens wieder, während Abb. 3 vier Stufen einer Dehnungsprüfung zeigt. Fig. 1 shows the overall arrangement of the test device; Fig. 2 are three Stages of a test to determine the degree of crimp of a thread again while Fig. 3 shows four stages of a strain test.

Das I>rüfgerät besteht aus einer auf einer Tischplatte aufgeschraubten Neigungswaage 1, an der ein genau auf die Nullstellung der Waage ausgewuchteter Alillimeterstab 2 mit ortsfest auf dieser angeordneten Fasereinspannklemme 3 pendelnd aufgehangt ist. Die Skala des Millimeterstabes beginnt an der Unterseite der Einspannklemme. The alarm device consists of a screwed onto a table top Inclination scale 1, on which a precisely balanced to the zero position of the scale Alillimeter rod 2 with the fiber clamping clamp 3 arranged in a stationary manner on this oscillating is suspended. The scale of the millimeter rod begins on the underside of the mounting clamp.

Vor dem Millimeterstab ist auf einer horizontalen Gleitschiene 4 ein nach rechts und links verschiebbarer Elektromagnet 5 angeordnet, der mit dem Schalter 6 und zweckmäßig einem zur Regelung der Feldstärke vorzusehenden, nicht gezeichneten Vorschaltwiderstand verbunden ist. Der obere Pol des Magneten (Abb. 2), der an sich auch durch einen permanenten Magneten ersetzbar wäre, ist vorzugsweise mit einem Dielektrikum, beispielsweise einer dünnen Cellonplatte od. dgl., überzogen, um ein Ankleben von Metallteilen zu verhindern, während der untere Pol die auf einen beispielsweise aus Messing bestehenden Winkelhebel 7 aufgesetzte Eisenplatte anzieht. Das freie Ende des Winkelhebels bildet zusammen mit der feststehenden Stütze eine Zange S. die sich bei Einschalten des Stromes schließt, was dadurch bewirkt wird, daß bei Aufsitzen der Zangebacken zwischen dem unteren Alagnetpol und der von ihm angezogenen Eisenplatte in jedem Fall noch ein Luftspalt bleibt. In front of the millimeter rod is on a horizontal slide rail 4 a right and left displaceable electromagnet 5 arranged with the Switch 6 and expediently one to be provided to regulate the field strength, not drawn series resistor is connected. The upper pole of the magnet (Fig. 2), which itself could also be replaced by a permanent magnet, is preferred with a dielectric, for example a thin cellon plate or the like, covered, to prevent metal parts from sticking while the lower pole is on one for example made of brass angle lever 7 attached iron plate attracts. The free end of the angle lever together with the fixed support forms a Clamp S. which closes when the power is switched on, which is caused by that when the jaws sit down between the lower magnet pole and that of it Tightened iron plate in any case still remains an air gap.

Die Anordnung ist weiterhin so getroffen, daß tlic Ölierkanten der Greiferzange und diejenige des freien oberen Nfagnetpois bzw. Dielektrikums in einer horizontalen Ebene liegen. The arrangement is also made so that tlic oiled edges Gripper pliers and that of the free upper magnetic pole or dielectric in one horizontal plane.

Die den Elektromagneten tragende Gleitschiene 4 ist in senkrechter Richtung bewegbar aii deii @ iihrungsschienen g aufgehängt und mit der Kolbenstange 10 der unter der Tischplatte angeordneten üblichen Wasserdruckpumpe 11 verbunden und kann durch Umstellung des mit einem Dreiweghahn in bekannter Weise gekoppelten Hebels 12 und des Reduzierventils 13 mit einstellbarer Geschwindigkeit auf und ab bewegt bzw. in jeder beliebigen Stellung angehalten werden. Eine zwischen der Kolbenstange 10 und der Führungsschiene 9 vorgesehene, groß dimensionierte Feineinstellschraube 14 mit gekordelten Randscheiben gestattet die Nachregulierung der Höhenlage des Elektromagneten und der Faserzange auf Bruchteile eines Millimeters. The slide rail 4 carrying the electromagnet is vertical Movable direction aii deii @ iihrungsschienen g suspended and with the piston rod 10 connected to the conventional water pressure pump 11 arranged under the table top and can be coupled in a known manner by moving the with a three-way valve Lever 12 and the reducing valve 13 with adjustable speed up and down moved or stopped in any position. One between the piston rod 10 and the guide rail 9 provided, large fine adjustment screw 14 with corded edge discs allows readjustment of the height of the Electromagnet and fiber tongs to a fraction of a millimeter.

Die mit der Vorrichtung zu prüfenden Fasern werden mit einem winzigen Vorspanngewicht, das die Kräuselung nicht be@inträchtigen darf, durch Ankleben eines beispielsweise 1 mg schweren, etwa 0,02 mm dicken, runden Eisenplättchens von 2 bis 3 mm Durchmesser versehen und oben in die Faserklemme 3 (möglichst auf Gesamtlänge frei hängend) eingespannt. Es sind dann folgende Prufungen durchführbar: a) Bestimmung des Krauselgrades. Der Magnet wird auf der waagerechten Gleitschiene in die linke Enstellung geschoben und mit dem Wasserdruckhebel 12 bis unmittelbar unter das Eisenplättchen der frei hängenden Faser gefabren sowie die Länge der gerkräuselten Faser auf dem hinter ihr liegenden Millimeterstab, der zweckmäßig helle Zahlen auf schwarzem Grund trägt, abgelesen (Länge = l1).The fibers to be tested with the device are attached to a tiny Pre-tensioning weight, which must not disturb the crimp, by gluing on a For example, 1 mg, about 0.02 mm thick, round iron plate of 2 up to 3 mm in diameter and at the top in the fiber clamp 3 (if possible over the entire length freely hanging) clamped. The following tests can then be carried out: a) Determination the degree of frizziness. The magnet is placed on the horizontal slide rail in the left one Adjustment pushed and with the water pressure lever 12 until immediately under the iron plate of the hanging fiber as well as the length of the crimped fiber on the behind her, the millimeter rod, the practical light-colored numbers on a black background wears, read off (length = l1).

Nach Einschalten des Magneten, dessen freier Pol mit dem Dielektrikum in dieser Stellung senkrecht unter dem freien Faserende liegt, wird der Magnet mit der Wasserdruckpumpe so lange abwärts bewegt, bis die Faser ohne Dehnung in eine lineare Strecklage gebracht ist, in der sie bei eingeschaltetem, aber nicht mehr bewegtem Magneten beispielsweise 1 Minute verharrt. Die auf der Millimeterstabskala abgelesene Strecklänge l2 wird gleichfalls festgehalten. Die zur Erzielung der Strecklage erforderliche Kraft wird gleichzeitig auf der dabei einen leichten Ausschlag anzeigenden Neigungswaage abgelesen. After switching on the magnet, its free pole with the dielectric in this position is vertically below the free fiber end, the magnet is with the water pressure pump is moved downwards until the fiber is in a linear extended position is brought into which it is switched on, but no longer moving magnet remains for 1 minute, for example. The one on the millimeter scale The stretched length l2 read is also recorded. The one to achieve the extended position The required force is simultaneously displayed on the indicating a slight deflection Read the inclination balance.

Nach 1 Minute wird die geradegerichtete, aber nicht ausgestreckte Faser entweder durch allmähliche Abschwächung und Ausschaltung des Magnetfeldes (mit Vorschaltwiderstand) oder durch Hochfahren des Magneten mit der Wasserdruckpumpe und Ausschaltung der Stromzufuhr entlastet und kehrt in ihre Normallage zurück, wobei auf dem Millimeterstab ein meist zwischen l1 und l2 liegender Längenwert l3 abgelesen werden kann und die Waage in ihre Nullstellung zurückkehrt. Durch die Geradrichtung hat die Faser eine Abschwächung ihrer Kräuselung erfahren, die durch den ermittelten Längenwert l3 angezeigt wird. After 1 minute, the straightened but not straightened Fiber either by gradually weakening and eliminating the magnetic field (with series resistor) or by raising the magnet with the water pressure pump and switching off the power supply relieves the load and returns to its normal position, with a length value l3 lying mostly between l1 and l2 on the millimeter rod can be read and the balance returns to its zero position. Through the The fiber has experienced a weakening of its crimp due to its straightness the determined length value l3 is displayed.

Sinngemäß läßt sich auch ermitteln, um welchen Prozentsatz eine gekräuselte Faser ohne Abflachung der Kräuselung gerichtet werden darf. b) Bestimmung der Kräuselungsbeständigkeit. In the same way, it can also be determined by what percentage a curled one Fiber may be straightened without flattening the crimp. b) Determination of the crimp resistance.

Wenn gemäß vorstehenden eine Abflachung der Kräuselung auch bereits vor Erreichung der linearen Strecklage (nicht Verstreckung) der Faser beobachtet werden kann, werden gemaß b) die Untersuchungen bis zur völligen Entkräuselung fortgesetzt, wozu nunmehr aber das elektromagnetische Feld allein (wegen zu geringer Masse und Kraftlinien.If according to the above, a flattening of the crimp is also already there observed before reaching the linear stretch position (not stretching) of the fiber can be, the examinations are continued according to b) until the curl has been completely removed, but now why the electromagnetic field alone (because of insufficient mass and Lines of force.

Sammlung des winzigen Vorspannungsgewichtes) nicht mehr ausreicht.Collection of the tiny preload weight) is no longer sufficient.

Zu diesem Zweck kann gemäß Abb. 1 bei ein- fachem Elektromagneten (ohne Zange) für diese Messungen eine kleine Eisen- oder Stahlklammer 15 von z. B. 500 mg Gewicht auf das dicht unter das Metallplättchen gefahrene Dielektrikum aufgelegt und dabei das Metallplättchen mit der Klammer zugfrei erfaßt werden. Bei Einschaltung und Absenkung des Magneten mit der Wasserdruckpumpe lassen sich nunmehr erhebliche und bis zur Reißgrenze der Faser gehende Zugkräfte ausuben. For this purpose, as shown in Fig. 1, with one fold Electromagnet (without pliers) a small iron or steel clamp for these measurements 15 of z. B. 500 mg weight on the dielectric driven just under the metal plate placed and the metal plate can be grasped with the clamp without tension. at Switching on and lowering the magnet with the water pressure pump can now be done exert considerable tensile forces that extend to the breaking point of the fiber.

Eine wesentlich zweckmäßigere, bereits eingangs erwähnte Ausführung, bei der jedwede Berührung der zu prufenden Fasern von Hand vermieden ist, ist in der in den Abb. 2 und 3 dargestellten Magnetausbildung mit zusätzlicher Greiferzange 8 dargestellt. A much more practical, already mentioned version, in which any hand contact with the fibers to be tested is avoided the magnet design shown in Figs. 2 and 3 with additional gripper tongs 8 shown.

Bei den Kräuselungsbeständigkeitsprüfungen wie auch denjenigen der elastischen und plastischen Dehnungs (s.c) wird statt des freien Magnetpols (mit dem Dielektrikum) die daneben angeordnete Zange an das Faserende gefahren und diese bzw. das an ihm befestigte Metallplättchen bei Einschalten des Stromes von der Zange erfaßt und festgehalten. Es erfolgt nun eine stufenweise Belastung der Faser mit z. B. 10, 20, 30, 40, 50 usw. Prozent ihrer normalen Bruchlast unter jeweiliger Entlastung und Ermittlung der einzelnen Werte (Belastung in Gramm, Längenwert in Millimeter). In the curl resistance tests as well as those of elastic and plastic strain (see c) is used instead of the free magnetic pole (with the dielectric) moved the pliers arranged next to it to the fiber end and these or the metal plate attached to it when the current from the pliers is switched on captured and recorded. There is now a gradual load on the fiber z. B. 10, 20, 30, 40, 50 etc. percent of their normal breaking load under respective Relief and determination of the individual values (load in grams, length value in Millimeter).

Durch die Anordnung der elektromagnetisch betätigten Zange 8 in Verbindung mit der Wasserdruckpumpe 11 und der waagerechten Gleitschiene 4 kann die zu prüfende Faser in jeder Lage, jedem Kräuselungs- oder Enkräuselungsgrad sicher und au gleicher Stelle erfaßt oder auch zwischendurch beliebig oft freigegeben werden und damit in ihre Normallage zuruckkchren. c) Bestimmung der elastischen und plastischen Dehnung. Auch diese Untersuchungen werden mit der unter b) eingehender behandelten Zangenseite des Elektromagneten durchgefuhrt und liegen bereits teilweise im Bereich der nach b) auszuführenden Messungen. Through the arrangement of the electromagnetically operated pliers 8 in connection with the water pressure pump 11 and the horizontal slide 4 can be tested Fibers in every position, every degree of crimping or uncrimping, reliably and evenly Position or can also be released as often as required in between and thus back to their normal position. c) Determination of the elastic and plastic strain. These examinations are also carried out with the side of the forceps treated in more detail under b) of the electromagnet and are already partially in the range of after b) measurements to be carried out.

Nachdem die Fasern völlig entkräuselt sind, lassen sie sich normalerweise bis zur Erreichnung der Bruchgrenze noch um einen gewissen Prozentsatz ihrer Streckenlänge weiter dehnen, ziehen sich aber nach Entlastung dann meist um einen Teilbetrag dieser Dehnung wieder zusammen (elastische Dehnung). After the fibers are completely de-crimped, they usually let out by a certain percentage of their route length until the breaking limit is reached continue to stretch, but then usually pull a portion of this after relief Stretching back together (elastic stretching).

Da die Durchschnittsbruchlast bzw. Reißfestigkeit einer bestimmten Fasertype durchweg bekannt ist, lassen sich unter Benutzung vorliegender Vorrichtung Schaubilder herstellen, in denen für jeden Prozentsatz der Bruchlast einemal die Dehnung in Millimeter, zum anderen die Faserkontraktion nach völliger Entlastung (Faserfreigabe in der elektromagnetischen Zange) dargestellt und somit der Anteil der elastischen und plastichen Dehnung für jeden auf der Neigungswaage ablesbaren Belastungswert veranschaulicht werden kann. Since the average breaking load or tear strength of a certain Fiber type is well known, can be determined using the present device Prepare graphs in which, for each percentage of the breaking load, the Stretch in millimeters, on the other hand the fiber contraction after complete relief (Fiber release in the electromagnetic clamp) and thus the proportion the elastic and plastic elongation for everyone readable on the inclination scale Stress value can be illustrated.

Die Meßbereiche werden so gewählt, daß möglichst sowohl jede praktisch vorkommende Faserlänge (bis etwa 200 mm) wie auch jede Titerstärke auf der Vorrichtung geprüft werden kann. The measuring ranges are chosen so that as far as possible both practically Occurring fiber length (up to about 200 mm) as well as any titer size on the device can be checked.

Da der tarierte Millimeterstab am beweglichen Waagenbalken hängt und die Unterkante der Einspannklemme im Nullpunkt des Millimeterstabes liegt, ist eine Umspannung der Fasern oder eine Verschiebung der Meßskala während sämtlicher unter a) bis c) angeführter Prüfungen wie auch infolge. Anwendung der elektromagnetischen Zange eine Brührung der Faser von Hand nicht erforderlich. Because the tared millimeter rod hangs on the movable balance beam and the lower edge of the clamping clamp is at the zero point of the millimeter rod a looping of the fibers or a shift of the measuring scale during all Tests listed under a) to c) as well as subsequent. Application of electromagnetic Pliers do not need to bring the fibers by hand.

Claims

P A T E N T A N S P R Ü C H E: 1. Test device for fine stress Fibers, threads, hair or the like on train, characterized by a liftable and lowerable, magnetically, in particular electromagnetically, connectable gripping tool for detection the free end of the test piece connected to a dynamometer.

2. Testing device according to claim 1, characterized in that the gripping tool consists of a magnet (5), it with a piece of metal attached to the end of the test piece cooperates.

3. Tester according to claim 1, characterized in that as a gripping tool magnetically lockable pliers (8) are used.

4. Testing device according to claims 2 and 3, characterized in that the magnet and tongs are arranged horizontally displaceably next to one another, preferably the magnet is also used to control the pliers.

5. Testing device according to claim 4, characterized in that the movable Pliers part forms an angle piece rotatable about a horizontal axis, one of which Legs together with a fixed part forms the clamping tool while the other leg is opposite a pole of the magnet.

6. Test device according to claim 1 or subclaims, characterized in that that the z. B. hydraulically raised and lowered carrier of the gripping tool or tools special Has means for fine adjustment of its altitude.

7. Tester according to claim 1, characterized in that the dynamometer, z. B. on the balance beam of an inclination balance, a balanced measuring scale is suspended, in front of which the gripping tool is arranged and its division on the one on it intended fastening point for the test piece begins.

8. Method for determining the degree of curling, the curling resistance and the twisting of fibers, etc., characterized in that the test piece with Help of the device according to. Claim 1 or subclaims to the required extent drawn in length and after expiry of the measuring time by switching off the gripping tool is fully released.