-
Einrichtung zur Messung prozentualer Längenänderungen von Kett- oder
Gewebebahnen
Bei der Behandlung von Kett- bzw. Gewebebahnen in Webereivorbereitungs-
oder Textilveredelungsmaschinen tritt je nach Art der Behandlung eine Krumpfung
(Schrumpfung) oder Dehnung des Materials ein. Eine Krumpfung findet beispielsweise
in Trockenmaschinen, wie Spannrahmen, Hängetrocknern, Filzkalanderanlagen u. dgl.,
sowie in Mercerisiermaschinen statt. Mit einer Dehnung des Materials ist beispielsweise
bei Kettenschlichtmaschinen zu rechnen, in denen die Kettfäden einem Zug unterworfen
werden.
-
In beiden Fällen ist es erwünscht und meist auch erforderlich, die
Größe der Krumpfung oder Dehnung prozentual zu der ursprünglichen Länge des Gewebes
bzw. der Kettfäden zu messen. Zu diesem Zwecke ist es bereits bekannt, mit den Förderwalzen
am Ein- und Austritt der Maschine Tachometerdynamos zu kuppeln, deren Spannungen
auf ein Differentialvoltmeter übertragen werden. Mit einer derartigen Einrichtung
läßt sich aber eine Anzeige der prozentualen Längenänderung nur dann durchführen,
wenn die Einzugsgeschwindigkeit konstant ist. Bei den meisten Vorbereitungs- und
Textilveredelungsmaschinen muß aber je nach den technologischen Erfordernissen dieArbeitsgeschwindigkeit
verschieden hoch eingestellt werden.
-
In solchen Fällen ist die bekannte Einrichtung, bei der das Differentialvoltmeter
unmittelbar an die Meßspannungen der beiden Tachometerdynamos angelegt ist, zur
Anzeige von prozentualen Längenänderungen
nicht geeignet, da das
Differentialvoltmeter jeweils nur die Differenz der beiden angelegten Spannungen
anzeigen kann.
-
Die Erfindung bezweckt, mittels eines von der Ein-und Austrittsgeschwindigkeit
unmittelbar oder mittelbar beeinflußten Differentialsystems eine Messung der prozentualen
Längsänderung von Gewebe- oder Kettbahnen bei verschieden hohen Arbeitsgeschwindigkeiten
zu ermöglichen, was dadurch erreicht wird, daß das Differentialglied mittels eines
Kompensationsgliedes in diejenige Nullstellung zurückgeführt wird, die der Gleichheit
beider Geschwindigkeiten entspricht und seine ein Maß für die Längenänderung des
Gewebes bzw. der Kette darstellende Verstellung zur Anzeige gebracht wird.
-
Nach einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel der Erfindung, das als
Differentialsystem ein von den Spannungen zweier mit der Ein- bzw. Austrittsgeschwindigkeit
angetriebener Tachometerdynamos beeinflußtes Differentialvoltmeter benutzt, ist
zwischen einer oder beiden Tachometerdynamos und dem Differentialvoltmeter ein Kompensationswiderstand
vorgesehen.
-
Der bzw. die Kompensationswiderstände sind mit einer in Prozenten
der Längenänderungen geeichten Skala versehen, so daß bei ihrer Verstellung zur
Nulleinstellung des Differentialvoltmeters, die von Hand oder auch selbsttätig erfolgen
kann, an der Skala unmittelbar die prozentuale Längenänderung abgelesen werden kann.
-
In der Zeichnung sind in den Fig. I bis 5 verschiedene Ausführungsbeispiele
der Erfindung dargestellt.
-
Fig. I zeigt ein Beispiel für die Messung der Dehnung einer Kettenbahn
in einer Schlichtmaschine. Der Tachometerdynamo D1 ist mit einem Förderwalzenpaar
oder einem Quetschwalzenpaar auf der Eintrittsseite der Maschine gekuppelt und wird
daher mit der Eintrittsgeschwindigkeit V1 angetrieben, während der zweckmäßig mit
der Abzugswalze gekuppelte Tachometerdynamo D2 mit der Austrittsgeschwindigkeit
v2 angetrieben wird. Die von den Tachometerdynamos erzeugten Spannungen wirken über
die Magnetwicklungen I und 2 auf ein Hebelsystem 3 ein. Hierbei sind die Übersetzungen
zwischen den Walzen und den in den elektrischen Charakteristiken untereinander gleichen
Dynamos so gewählt, daß bei gleichen Umfangsgeschwindigkeiten der Walzen die erzeugten
Spannungen gleich sind. In diesem Falle würde bei Einstellung des Widerstandes r
auf den Wert Null das Hebelsystem 3 sich in die dargestellte Gleichgewichtslage
einstellen. Da aber infolge der durch die Naßbehandlung unter dem Einfluß der Kettspannung
eingetretenem Dehnung, die erfahrungsgemäß je nach Trocknerbauart und Garnmaterial
bis zu 801o betragen kann, und infolge der Antriebsart der Schlichtmaschinen die
Kettgeschwindigkeit unter der Abzugswalze immer größer ist als vor dem Trockner,
muß die von dem Tachometerdynamo D2 erzeugte Spannung um einen gewissen Betrag mit
Hilfe des Widerstandes r verringert werden, damit das Hebelsystem 3 in der Gleichgewichtsstellung
verbleibt. Die Größe der Widerstandsänderung ist also ein Maß für den Geschwindigkeitsunterschied
und damit auch der Dehnung, die die Kette zwischen den beiden Meßstellen erfährt.
Innerhalb des Bereiches der Proportionalität der Dynamospannungen mit der Drehzahl
kann mittels des Widerstandes r die prozentuale Dehnung, bezogen auf den Zustand
der Kette vor der Trocknung, gemessen werden, wie aus folgender Überlegung hervorgeht:
Da v2 > v1 ist, ergibt sich die prozentuale Dehnung D= 2 Vl . Ioo (I) Vi Unter
der Voraussetzung, daß die Spannungen der Drehzahlgeber D1, D2 proportional den
Geschwindig keiten sind, also E1 = c v1 bzw. E2 = c v2, ist D = E2 - E1 . IOO. (2)
E1 Das Differentialsystem ist bei vollkommen symmetrischer Ausführung (gleiche Hebellängen
L1 und L2 und gleiche Amperewindungszahlen der Spulen) im Gleichgewicht, wenn E1=E2-i'r
(3) E2E1 = i r. (4) Bei Einsetzung dieses Wertes für E1 - E1 in die Gleichung (2)
ergibt sich D = I00 E1 E1 = i R i . γ D= i . I00.
-
Da R = const., ist D = C . γ.
-
Die prozentuale Dehnung ist also proportional der Größe des Kompensationswiderstandes
r.
-
Kann bei einer Trockenmaschine auch Krumpfung (Eingehen) auftreten,
dann ist in den Stromkreis des Drehzahlgebers D1 ebenfalls ein Regelwiderstandr
einzuschalten (vgl. Fig. 2).
-
Da bei Krumpfung V1 <V1, ist die prozentuale Krumpfung K = V1
- V1 V1 Unter den obenerwähnten Voraussetzungen ist K= l E 2 100.
-
E1 Das Differentialsystem ist im Gleichgewicht, wenn E2 = E1 - i
r1 also E1 - E2 = i r1 Eingesetzt in obige Gleichung ergibt sich i + r E1 100
Da R = const.; ist r1 100 C +r oder K = I , I00 . rl r1 C Ist beispielsweise
c = 9, dann ist die Krumpfung K = 10 0lo.
-
Als Differentialsystem kann ein Differentialspannungsmesser üblicher
Bauart verwendet werden, wobei dann zweckmäßig die Leitungen gleicher Polarität
zu verbinden sind, wie Fig. 3 zeigt.
-
Das Meßverfahren nach dieser Figur ist für den praktischen Gebrauch
umständlich und kann zu Meßfehlern Anlaß geben, da immer der eine Widerstand bei
der Messung auf den Wert Null eingestellt sein muß. Es ist dann jeweils durch Versuch
zu ermitteln, ob der eine oder andere oder beide Widerstände verändert werden müssen,
um den Zeiger des Voltmeters auf Null einzustellen. Diesen Nachteil vermeidet die
mechanische und elektrische Kombination beider Widerstände nach Fig. 4. Es handelt
sich hierbei um einen Schiebewiderstand, bestehend aus den im Nullpunkt der Widerstände
elektrisch miteinander verbundenen Systemen r1 S1 und r2 S2. S1 und S2 stellen Gleitschienen
dar. Der Schiebekopf K isoliert die beiden Gleitkontakte, an denen je ein Pol der
Drehzahlgeber angeschlossen ist, voneinander. Die Gleitkontakte lassen sich durch
den Schiebekopf K gemeinsam auf den Widerständen r1 bzw. r2 und den Schienen S2
bzw. S1 verschieben. Bei der Stellung der Kontakte im Nullpunkt der Widerstände
ist weder Dehnung noch Krumpfung bei Nullausschlag des Voltmeters vorhanden. Die
prozentualen Werte der Dehnung und Krumpfung lassen sich von Null ansteigend an
den entsprechend geeichten Widerständen r1 bzw. r2 ablesen, die zu diesem Zwecke
in der in Fig. 3 angedeuteten Weise mit entsprechend geeichten Skalen Skl bzw. Sk1
versehen sein können.
-
Die im vorstehenden beschriebenen Meßeinrichtungen gestatten nun
nicht, den jeweilig vorhandenen Wert der prozentualen Längenänderung unmittelbar
abzulesen, sondern es bedarf hierzu erst der Verstellung des Widerstandes so lange,
bis der Zeiger des Differentialsystems den Wert Null anzeigt. Die Meßeinrichtung
kann nun zu einem selbsttätig anzeigenden Meßgerät ausgebaut sein, das die laufende
Ablesung der prozentualen Längenänderung. ohne Zutun gestattet. Fig. 5 zeigt eine
Lösung dieser Aufgabe.
-
Der Betätigungsknopf K des Schiebewiderstandes wird von der Zahnstange
Z bewegt, die von einem in der Drehrichtung umkehrbaren Motor M gesteuert wird.
Im dargestellten Falle ist ein Gleichstrommotor verwendet, der zwei Feldwicklungen
für Links- und Rechtslauf besitzt. Links und rechts vom Zeiger des Differentialsystems
sind zweipolige Kontakte angeordnet, die durch den Zeiger leitend überbrückt werden,
je nachdem ob der Zeiger nach der einen oder anderen Seite ausschlägt. Im einen
Falle wird das Relais R1, im anderen Falle das Relais R2 erregt und dadurch der
Motor in der einen oder anderen Drehrichtung eingeschaltet. Steht der Zeiger auf
Null, dann ist der Motor ausgeschaltet. Sobald nun also eine Längenänderung der
Gewebebahn eintritt, wird der Zeiger den Motor so lange in der zugeordneten Drehrichtung
einschalten und dadurch den Widerstand entsprechend verstellen, bis der Zeiger des
Differentialsystems sich wieder von dem betreffenden Kontaktpaar abhebt und dadurch
die Nullstellung des Differentialsystems erreicht ist. Dieser Vorgang spielt sich
selbsttätig entweder in der einen oder anderen Verstellrichtung des Schiebewiderstandes
ab, so daß also bei Wahl einer entsprechend kurzen Verstellzeit an der Skala des
Widerstandes laufend die Größe der prozentualen Längenänderung abgelesen werden
kann. Diese Ablesung der Krumpfung bzw.
-
Dehnung an dem Widerstand kann durch eine Ablesung an einem oder mehrerenMeßinstrumenten
ersetzt werden. In Fig. 5 ist zu diesem Zwecke ein Meßinstrument A mit zwei Stromspulen
vorgesehen, von denen jeweils eine von dem Spannungsabfall des zugehörigen Widerstandes
erregt wird.