DE963996C

DE963996C - Thickness gauge for fibers

Info

Publication number: DE963996C
Application number: DEW3155A
Authority: DE
Inventors: Rudolf Weber
Original assignee: Wella GmbH
Current assignee: Procter and Gamble Deutschland GmbH
Priority date: 1950-08-03
Filing date: 1950-08-03
Publication date: 1957-05-16

Description

Dickenmesser für Fasern Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät, mit dem die Dicke einer Faser oder wie es in der Textilindustrie üblich ist, die sogenannte Feinheitsnummer ermittelt werden kann. Grundsätzlich kann man die Stärke einer Faser natürlich mikroskopisch messen, was auch im allgemeinen geschieht. Schwierig wird jedoch die Messung, wenn die Faser nicht rund, sondern beispielsweise oval geformt ist, so wie es im allgemeinen bei Haaren, insbesondere rnenschlichem Haar, der Fall ist.Thickness meter for fibers The invention relates to a device with which is the thickness of a fiber or, as is common in the textile industry, the so-called Fineness number can be determined. Basically you can get the strength of a fiber measure microscopically, of course, which also happens in general. Will be difficult however, the measurement if the fiber is not round but, for example, oval shaped as is generally the case with hair, especially human hair is.

Will man hier eine mikroskopische Dickenmessung vornehmen, so muß man den dünnsten und den dicksten Durchmesser bestimmen, und daraus das Mittel ziehen. Natürlich ist eine derartige Messung zeitraubend und erfordert eine gewissenhafte Ausübung.If you want to make a microscopic thickness measurement here, you have to determine the thinnest and the thickest diameter, and then take the mean. Of course, such a measurement is time consuming and requires careful work Exercise.

Es sind auch Geräte bekanntgeworden, bei denen von den mechanischen Eigenschaften, und zwar der Eigenresonanz eines belasteten Fadens zur Dickenmessung Gebrauch gemacht wird. Eine derartige Messung hat zweifellos den Vorteil, daß sie von vornherein den mittleren Durchmesser erfaßt und damit jede mehrfache Messung und Rechnung fortfällt. There are also devices known in which of the mechanical Properties, namely the natural resonance of a loaded thread for measuring the thickness Use is made. Such a measurement undoubtedly has the advantage that it the mean diameter is recorded from the start and with it every multiple measurement and bill is omitted.

So wird z. B. bei einem Gerät zur Bestimmung der Dicke bzw. Feinheitsnummer von Fasern und Fäden das zu messende Prüfobjekt zwischen zwei Klemmbacken eingespannt, von denen die eine Klemmbacke durch einen Lautsprecher in Schwingungen versetzt wird, während die andere Klemmbacke mit einer Belastungsvorrichtung verbunden ist, deren Belastung einstellbar ist. Bei diesem Gerät wird von dem Vorgang der Eigenresonanz einer gespannten Faser oder einer irgendwie gearteten Saite Gebrauch gemacht. Man geht davon aus, daß die Eigenfrequenz einer an beiden Enden eingespannten Saite ist.So z. B. in a device for determining the thickness or fineness of fibers and threads, the test object to be measured is clamped between two clamping jaws, one of which is caused to vibrate by a loudspeaker, while the other jaw is connected to a loading device whose load is adjustable. This device makes use of the natural resonance process of a tensioned fiber or some kind of string. It is assumed that the natural frequency of a string clamped at both ends is.

Hierin bedeuten n die Schwingungszahl in Hz, H die Einspannlänge (wenn die Saite in ihrer Grundfrequenz erregt wird), d der Durchmesser oder bei unbekanntem spezifischem Gewicht die Masse in Gramm je Längeneinheit, P die Kraft, mit der die Saite gespannt wird. Alle Einheiten im CGS-System. Here, n is the number of vibrations in Hz, H is the clamping length (when the string is excited at its fundamental frequency), d the diameter or at unknown specific weight is the mass in grams per unit of length, P is the force, with which the string is tensioned. All units in the CGS system.

Durch Umformung dieser Gleichung erhält man d = . Transforming this equation gives d =.

@ @2 @@2 4 4 H2 1'2 . @ @ 2 @@ 2 4 4 H2 1'2.

Wird das Gerät so aufgebaut, daß H und n konstant bleiben, so ist der Durchmesser d direkt proportional P, d. h., es ist möglich, die Kraft unmittelbar in Durchmesser zu eichen. If the device is set up in such a way that H and n remain constant, then is the diameter d is directly proportional to P, d. i.e., it is possible to use the force immediately to be calibrated in diameter.

Man hat die Frequenz bisher von einem entsprechend gesteuerten Lautsprecher entnommen. Abgesehen davon, daß ein Lautsprecher für den vorliegenden Zweck ungenau ist, ist die Befestigung des Prüfobjektes an dem Lautsprecher nachteilig, und zwar besonders dann, wenn es sich um Massenuntersuchungen handelt. Um diese Nachteile zu beheben und bequem Massenuntersuchungen durchführen zu können, besteht bei einem solchen Gerät die Spannvorrichtung aus einem mit einer Skala 8 verbundenen Hebel 6, der mit seinem einen Endteil mit einer Spannfeder 5 und mit seinem anderen Endteil mit dem einen Ende der zu untersuchenden Faser verbunden ist, deren anderes Ende durch eine Klemmbacke an einem Zinken einer elektromagnetischen erregten Stimmgabel befestigt ist. Weiterhin erfolgt der Aufbau des Apparates mit Rücksicht auf Massenprüfungen derart, daß neben dem bequemen Einspannen des Prüfobjektes auch das Ablesen der Werte bequem und schnell möglich ist. So far, the frequency has been obtained from an appropriately controlled loudspeaker taken. Besides being a loudspeaker inaccurate for the present purpose is, the attachment of the test object to the loudspeaker is disadvantageous, namely especially when it comes to mass examinations. To these disadvantages to fix and to be able to carry out mass examinations comfortably, exists with one such device the clamping device from a lever connected to a scale 8 6, with its one end part with a tension spring 5 and with its other end part is connected to one end of the fiber to be examined, the other end by a jaw on a prong of an electromagnetic energized tuning fork is attached. Furthermore, the construction of the apparatus takes place with regard to mass tests in such a way that in addition to the convenient clamping of the test object, the reading of the Values conveniently and quickly is possible.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt die Abbildung. An embodiment of the invention is shown in the figure.

Hierin bedeutet 17 die zwischen den Klemmbacken Io eingespannte Faser, die mit den Schrauben II festgeklemmt wird. Die eine der beiden Klemmbacken 10 sitzt am Ende eines Hebelarms 6, der die Skala 8 trägt. Dieser Hebelarm 6 ist über eine Blattfeder 5 an dem Winkelstück 3 eines weiteren Hebels I befestigt. Der Hebel 1 ist im Drehpunkt 4 gelagert und kann an dem Knopf 2 in Pfeilrichtung bewegt werden. Um die Feder 5 zu entlasten, sitzt noch ein verstellbares Gegengewicht 9 auf dem Hebel6, um diesen in der Waage zu halten. Bei einer Bewegung des Hebelarms I in Pfeilrichtung würde normalerweise der Hebel 6 die gleiche Drehung um den gemeinsamen Drehpunkt 4 machen und damit die Anzeige auf der Skala 8 durch den Zeiger 7 unverändert bleiben. Here 17 means the fiber clamped between the clamping jaws Io, which is clamped with the screws II. One of the two jaws 10 is seated at the end of a lever arm 6 which carries the scale 8. This lever arm 6 is about a Leaf spring 5 attached to the angle piece 3 of a further lever I. Lever 1 is mounted in the pivot point 4 and can be moved on the button 2 in the direction of the arrow. To relieve the spring 5, an adjustable counterweight 9 sits on the Lever 6 to keep it in balance. With a movement of the lever arm I in The direction of the arrow would normally make the lever 6 the same rotation around the common Make pivot point 4 and thus the display on the scale 8 by the pointer 7 remains unchanged stay.

Anders jedoch, wenn eine Faser 17 in die Klemmbacke 10 eingefügt ist und den Hebel an einer Bewegung in Pfeilrichtung hindert. In diesem Falle würde eine Anzeige des Zeiger 7 auf der Skala 8 stattfinden, weil die Blattfeder 5 eine KIümmung erfährt. Die Skala 8 kann so direkt in Kraft geeicht werden.This is different, however, when a fiber 17 is inserted into the clamping jaw 10 and prevents the lever from moving in the direction of the arrow. In that case it would a display of the pointer 7 take place on the scale 8 because the leaf spring 5 a Experiencing curvature. The scale 8 can thus be calibrated directly in force.

Die andere der beiden Klemmbacken IO sitzt auf dem Ende eines Zinkens der Stimmgabel 12. Diese Stimmgabel wird durch eine Verstärkereinrichtung in Dauerschwingungen gehalten. Dies geschieht in bekannter Weise durch eine Elektronenröhre I5, in deren Gitterkreis die Erregerwicklung 14 und in deren Anodenkreis eine ähnliche Wicklung I3 geschaltet ist. Durch ein Potentiometer I6 kann die Amplitude der Schwingungen beliebig geregelt werden. The other of the two clamping jaws IO sits on the end of a tine the tuning fork 12. This tuning fork is set in continuous oscillation by an amplifier device held. This is done in a known manner by an electron tube I5, in whose Lattice circle the excitation winding 14 and in its anode circle a similar winding I3 is switched. A potentiometer I6 can adjust the amplitude of the oscillations can be regulated at will.

Die Wirkungsweise der Anordnung ist nun folgende: Entsprechend obiger Formel läßt sich allein durch Spannung der Faser I7 dieselbe in ihrer Eigenfrequenz soweit verändern, daß sie in Resonanz mit der erregenden Stimmgabel I2 gerät. Ist dies der Fall, so vollführt die Faser schwingende Bewegungen mit großer Amplitude, die mit dem bloßen Auge ohne weiteres erkennbar sind. Natürlich kann die Faser nicht nur in ihrer Eigenschwingung, sondern auch in einer harmonischen erregt werden. Dann entstehen ein oder mehrere Knoten, die einen definierten Abstand voneinander haben. Im allgemeinen wird man aber ohne Knoten, d. h. in der Grundfrequenz arbeiten. The mode of operation of the arrangement is now as follows: Corresponding to the above Formula can be determined solely by tensioning the fiber 17 in its natural frequency change so far that it comes into resonance with the exciting tuning fork I2. is if this is the case, the fiber performs oscillating movements with a large amplitude, which are easily recognizable with the naked eye. Of course the fiber can't can only be excited in their natural oscillation, but also in a harmonic. Then one or more nodes arise, which are a defined distance from each other to have. In general, however, one becomes without a knot, i.e. H. work in the fundamental frequency.

Da die Resonanz nur bei einer bestimmten Spannung erfolgt und infolge der erfindungsgemäßen Anordnung diese Spannung auf der Skala 8 abgelesen werden kann, ist somit eine Bestimmung der Stärke der Faser ohne weiteres möglich, vorausgesetzt, daß das spezifische Gewicht derselben bekannt ist oder aber bei ein und demselben Stoff stets~konstãntbleibt. Because the resonance occurs only at a certain voltage and as a result the arrangement according to the invention, this voltage can be read on the scale 8 can determine the strength of the fiber without further ado, provided that that the specific gravity of the same is known or else of one and the same Substance always remains constant.

Damit die mehr oder weniger straffe Einspannung der Faser in die Backen keine Fälschung des Meßergebnisses hervorruft, ist erfindungsgemäß die Skala 8 fest mit dem Hebelarm 6 verbunden und macht damit jede Bewegung dieses Hebels mit. Der Nullpunkt der Skala bleibt also konstant und ist in weiten Grenzen von einer mehr oder weniger straffen Einspannung der Faser unabhängig. So that the more or less tight clamping of the fiber in the Baking does not cause any falsification of the measurement result, is the scale according to the invention 8 firmly connected to the lever arm 6 and thus makes every movement of this lever with. The zero point of the scale remains constant and is within wide limits of independent of a more or less tight clamping of the fiber.

Um ein rasches Einspannen zu ermöglichen, können zweckmäßigerweise an Stelle der gezeichneten Klemmbacken solche mit elektromagnetischer Spannvorrichtung verwendet werden. In order to enable quick clamping, it is expedient to use instead of the clamping jaws drawn, those with an electromagnetic clamping device be used.

Claims

PATENT CLAIMS: I. Device for determining the thickness or fineness number of fibers and threads using the natural resonance of the test object, in which the test object to be measured is clamped between two clamping jaws, of which a clamping jaw by an electromagnetically excited vibration generator in continuous vibration is moved, while the other jaw is provided with a clamping device is whose bias can be measured on a scale, characterized in that the Clamping device consists of a lever (6) connected to a scale (8), the with its one end part with a tension spring (5) and with its other end part with one end of the fiber to be examined is connected, the other end through a jaw attached to a prong of an electromagnetically excited tuning fork is.

2. Apparatus according to claim I, characterized in that the clamping device is under the force of a spring (5) which is adjustable by a lever (I).

3. Apparatus according to claim I, characterized in that the lever (6) has an adjustable balance weight (9).

4. Apparatus according to claim I, characterized in that on which the Spring (5) tensioning lever (I) the pointer (7) is arranged.

5. Apparatus according to claims 2 and 4, characterized in that the lever (I) has an operating part (2) which is possibly fixed.

Publications considered: Kohlrausch, Textbook of Practicals Physics, I9IO, p. 242.

Textile Research Journal I9, I949, pp. 89 to 93.