NL9201019A - Inrichting voor het meten van trekspanningen in dunne draden. - Google Patents

Description

Titel: Inrichting voor het meten van trekspanningen in dunne draden.

Beschrijving.

De uitvinding heeft betrekking op een inrichting voor het meten van de spanning in dunne, onder trekspanning staande draden, en is in het bijzonder van toepassing bij weefgetouwen. Een bekende inrichting voor dit doel bevat een meetkop met twee, op enige afstand van elkaar gelegen, onbeweeglijk aan het huis van de meetkop verbonden draadgeleiders en een tussen deze draadgeleiders, buiten de verbindingslijn van de draadgeleiders gelegen, in een richting praktisch loodrecht op de genoemde verbindingslijn beweeglijke voeler. De draad, waarvan de trekspanning gemeten moet worden, wordt van een van de draadgeleiders via de voeler naar de andere draadgeleider gevoerd. Doordat de voeler niet in de verbindingslijn van de twee draadgeleiders ligt, ontstaat een zekere knik, waarbij het toppunt van de knik op of in de voeler rust. Zowel de draadgeleiders als de voeler kunnen bestaan uit ogen, waar de draad doorheen loopt, als ook uit pennen waarop de draad rust. De kracht vanuit de knik loodrecht op de voeler, is een maat voor de trekspanning in de draad. Deze kracht kan op verschillende wijzen gemeten worden. Het is bijvoorbeeld bekend, aan de voeler een rekstrookje te verbinden en de weerstandsverandering, ten opzichte van een nul-waarde, van het rekstrookje te meten.

De hierboven beschreven inrichting kan gebruikt worden voor het meten van de trekspanning in stilstaande of in bewegende draden. Vrijwel stilstaande draden zijn bijvoorbeeld de kettingdraden in een weefgetouw; bewegende draden zijn bijvoorbeeld de draden van de inslag bij weefgetouwen en de draden bij wikkelmachines, bijvoorbeeld voor de fabricage van spoelen of ankers voor motoren.

In de praktijk is gebleken dat voor machines waarin de draad zeer snel beweegt, zoals bij de moderne wikkelmachines van spoelen en ankers en in weefgetouwen, waarbij de inslagdraad d.m.v. luchtdruk tussen de kettingdraden gevoerd wordt, de gevoeligheid van een rekstrookje en de reproduceerbaarheid van de weerstandsverandering daarvan vaak te wensen over laat.

In een inrichting volgens de uitvinding wordt dit bezwaar vermeden door gebruik te maken van een meetkop van de bovenbeschreven soort, welke gekenmerkt, is door een directe of indirecte verbinding van de voeler met een piëzo-electrisch element, waarvan de opgewekte electrische spanning toegevoerd wordt aan een meetinstrument.

Bij een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding bestaat de voeler uit een, aan een zijde aan het huis van de meetkop bevestigd verend element, waarvan de veerspanning instelbaar is. Bij voorkeur zijn de onbeweeglijke draadgeleiders van de meetkop oogvormig en voorzien van een spleet voor het invoeren van de draad.

Volgens een voorkeursuitvoeringsvorm van de meetkop volgens de uitvinding, is de beweeglijke voeler via een vloeistofkoppeling met het piëzo-electrische element verbonden. Een derge'lijke vloeistofkoppeling wordt bijvoorbeeld gevormd door een met een niet-samendrukbare vloeistof gevulde, ruimte, die aan de zijde van de voeler afgesloten is door een. flexibel membraan, waartegen de voeler rust en aan de tegenover gelegen zijde het piëzo-electrische element bevat. Door de aanwezigheid van de niet samendrukbare vloeistof, wordt een bijzonder betrouwbare koppeling verkregen tussen de voeler en het piëzo-electrische element. De meetkop bestaat dan bij voorkeur uit een langwerpig buisvormig huis, waarop zich aan de bovenzijde, loodrecht op de as van het huis, een dwarsplaat bevindt, die de onbeweeglijke draadgeleiders en de voeler draagt en waarbij de vloeistofkoppeling zich in hoofdzaak in het buisvormige gedeelte bevindt.

De uitvinding zal nu toegelicht worden aan de hand van een tekening, waarin:

Figuur 1, schematisch een doorsnede weergeeft van een meetkop, te gebruiken in een inrichting volgens de uitvinding; figuur 2, een bovenaanzicht geeft van figuur 1; figuur 3, een detail weergeeft van figuur 1 en 2; figuur 4, een dwarsdoorsnede weergeeft van een praktische uitvoeringsvorm van een meetkop voor gebruik in de inrichting volgens de uitvinding; figuur 5, in doorsnede een detail weergeeft van een bijzondere uitvoeringsvorm van een deel van figuur 4; figuur 6, schematisch een weefgetouw weergeeft, waarbij de uitvinding toegepast kan worden; figuur 7, een grafiek toont van een meting verricht aan een weefgetouw volgens figuur 6, met een inrichting volgens de uitvinding.

In de schematische voorstelling van een meetkop volgens figuur 1, is met 1 het huis van de meetkop aangeduid. Dit huis draagt aan de bovenzijde twee onbeweeglijke oogvormige draadgeleiders 2 resp. 3. Met 4 is de beweeglijke voeler aangeduid. Met 7 is de draad aangeduid, waarvan de trekspanning gemeten moet worden; deze loopt door de ogen 2 en 3 en over de voeler 4, die in verticale richting kan bewegen. Zoals uit de figuur blijkt, ligt de plaats waar de draad 7 de voeler 4 raakt, buiten de verbindingslijn van de ogen 2 en 3. Daardoor ontstaat in de draad 7 een knik. De kracht uitgeoefend op de voeler is afhankelijk van de grootte van de knik en van de trekspanning in de draad 7. De verticale beweging van de voeler 4 wordt via de verbinding 5, overgebracht op het piëzo-electrische element 6, dat aan het huis bevestigd is. De door deze beweging opgewekte electrische spanning, wordt via de draden 8 en 9 naar eén meetinstrument gevoerd, bijvoorbeeld een oscilloscoop. Uiteraard mag de knik tussen de draadgeleiders 2 en 3 niet te groot zijn, daar dit anders vervorming en mogelijk breuk van de draad 7 tengevolge zou hebben. In de praktijk is gebleken dat een zeer kleine beweging van de voeler voldoende is om via een geschikt gekozen piëzo-electrisch element een voldoende spanning op te wekken om een duidelijk signaal te leveren, eventueel na versterking daarvan.

Figuur 2 is een bovenaanzicht van de meetkop volgens figuur 1; in deze figuur zijn de overeenkomstige delen met dezelfde verwijzingscijfers aangeduid. De voeler 4, is bij 10 verbonden aan een deel van het huis. Bij voorkeur is de voorspanning van de voeler 4 instelbaar d.m.v. een schroefinrichting 11.

In figuur 3 is een bijzonder gunstige uitvoeringsvorm van de geleidingsogen 2 en 3, volgens figuur 1 of 2 weergegeven. Het geleidingsoog heeft een spleet 12, waardoor de draad gemakkelijk ingelegd kan worden. De geleidingsogen kunnen uit een willekeurig materiaal bestaan, maar in het algemeen zal een keramisch materiaal de voorkeur verdienen.

In figuur 4 is, gedeeltelijk in doorsnede,, een praktische uitvoeringsvorm van de gehele meetkop weergegeven. Ook in deze figuur zijn de delen die overeenkomen met de delen beschreven in de figuren 1, 2 en 3 met overeenkomstige cijfers aangeduid. De buisvormige houder 1, van de meetkop heeft in het bovenste deel een houder 13, waarin zich het piëzo-electrische element bevindt.

In figuur 5 is een bijzondere uitvoeringsvorm weergegeven van de houder van het piëzo-electrische element. Deze houder bestaat uit een blok 14, waarin zich een holte 15 van de weergegeven vorm bevindt. Deze holte 15 is aan de bovenzijde afgesloten door een flexibel membraan 16, waartegen de voeler 4 rust. De holte 15 is gevuld met een niet-samendrukbare vloeistof, bijvoorbeeld een siliconolie en bevat aan de onderzijde het piëzo-electrische element 6.

In figuur 6 is een op zichzelf bekend weefgetouw weergegeven, waarbij de uitvinding een nuttige toepassing kan vinden. Bij dit bekende weefgetouw, wordt de inslagdraad met behulp van luchtdruk tussen de kettingdraden geschoten. De snelheid van de inslagdraad kan daarbij meer dan 50 m/sec. bedragen.

Bij deze bekende machine bevindt zich de inslagdraad op een voorraadtrommel 20 en wordt met behulp van een luchtinjecteur 21 tussen de kettingdraden, 23 geschoten. Tussen de injecteur 21 en de trommel 20 bevindt zich een zogenaamde stopper 24, waarmee de voortbeweging van de draad bij het inschieten plotseling gestopt wordt, wanneer de juiste lengte, d.w.z. de breedte van het veld van kettingdraden doorlopen is. Vervolgens wordt de inslagdraad bij 25 afgeknipt. Daar al deze bewerkingen snel achter elkaar verlopen, is het van het grootste belang, dat de trekspanning in de inslagdraden nauwkeurig geregeld kan worden, bijvoorbeeld d.m.v. instelmogelijkheden in de injecteur. Het is daarbij uiteraard van groot belang de spanning in de inslagdraden, tijdens het functioneren van het weefgetouw te kunnen meten, om eventueel aan de hand van de aldus verkregen meetgegevens, instellingen uit te voeren. Dit meten kan nu met groot voordeel verkregen worden door ter plaatse van de pijl A een meetkop te installeren, zoals die bijvoorbeeld in de voorafgaande figuren 1 tot 5, is weergegeven.

In figuur 7 is een grafiek weergegeven van een meting aan een weefgetouw volgens figuur 6, voorzien van een meetkop volgens de uitvinding. Op de X-as van deze grafiek is de lengte van de inslagdraad uitgezet en op de Y-as, in relatieve eenheden, de hoogte van de gemeten trekspanning in de draad. Bij het doorschieten van de draad, wordt op het ogenblik aangegeven met een pijl B, de stopper in werking gebracht. Het is begrijpelijk dat op dit moment de trekspanning bijzonder snel stijgt, zoals uit de grafiek blijkt. Met de pijl C is het moment aangegeven waarop de draad afgeknipt wordt. Voor het realiseren van een egaal regelmatig weefsel, is het van het grootste belang, dat in het bijzonder bij het afstoppen van de draad de topspanning in de draad niet boven een bepaalde waarde uitkomt, daar anders mogelijk breuk zou kunnen optreden. De wever wil derhalve, bij voorkeur visueel, het verloop van de trekspanning in de inslagdraad waarnemen. Zonodig voert hij dan aan de hand van deze waarneming de nodige veranderingen uit.

Het is mogelijk om in een inrichting volgens de uitvinding, meerdere draden tegelijk door de meetkop te leiden.

De draden hoeven niet rond te zijn, maar kunnen bijvoorbeeld ook plat zijn, of een anders gevormde dwarsdoorsnede hebben. Ook kunnen, al of niet van een isolatielaag voorziene, metalen draden gemeten worden; van deze draden kan ook een weefsel gevormd worden. De dikte van de draden, die met behulp van een inrichting volgens de uitvinding gemeten kan worden, is uiteraard afhankelijk van de toepassing van de draden. Zij zal meestal niet groter zijn dan 1 mm.

Het meetinstrument dat het signaal, afkomstig van het piëzo-element verwerkt, kan onder andere bevatten een versterker, een filter, een regel- en instelpaneel en een oscilloscoop. Deze elementen kunnen verenigd worden tot een zogenaamde meetkoffer.

Claims (9)

1. Inrichting voor het meten van de spanning in dunne, onder trekspanning staande, draden, in het bijzonder bij weefgetouwen, voorzien van een meetkop met twee, ,op enige afstand .· van elkaar gelegen, onbeweeglijk aan het huis van de meetkop verbonden draadgeleiders en een tussen deze draadgeleiders, buiten de verbindingslijn van de draadgeleiders gelegen, in een richting praktisch loodrecht op de genoemde verbindingslijn beweeglijke, voeler, met het kenmerk, dat de voeler direct of indirect verbonden is met een piëzo-electrisch element, waarvan de opgewekte electrische spanning toegevoerd wordt aan een meetinstrument.

2. Inrichting volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de overdracht van de kracht vanaf de voeler naar het piëzo-electrische element praktisch parallel loopt aan, of samenvalt met, de richitng waarin het piëzo-electrische element gevoelig is.

3. Inrichting volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, dat de voeler bestaat uit een, aan een zijde aan het huis van de meetkop bevestigd, verend element, waarvan de veerspanning instelbaar is.

4. Inrichting volgens conclusie 1,2 of 3, met het kenmerk, dat de onbeweeglijke draadgeleiders van de meetkop oogvormig zijn, met een spleet voor het invoeren van de draad.

5. Inrichting volgens conclusie 1, 2, 3 of 4, met het kenmerk, dat de beweeglijke voeler via een vloeistofkoppeling met het piëzo-electrische element gekoppeld is.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat de vloeistofkoppeling gevormd wordt door een, met een niet-samendrukbare vloeistof gevulde, ruimte die aan de zijde van de voeler afgesloten is door een flexibel membraan, waartegen de voeler rust en aan de tegenover gelegen zijde het piëzo-electrische element bevat.

7. Inrichting volgens conclusie l, 2, 3, 4, 5 of 6, met het kenmerk, dat de meetkop bestaat uit een langwerpig buisvormig huis, waarop zich aan de bovenzijde, loodrecht op de as van het huis een dwarsplaat bevindt, die de onbeweeglijke draadgeleiders en de voeler draagt en waarbij de vloeistofkoppeling zich in hoofdzaak in het buisvormige gedeelte bevindt.

8. Inrichting volgens een of meer der voorafgaande conclusies, met het kenmerk, dat het meetinstrument o.a. omvat, een versterker, filters, een regel- en instelpaneel en een oscilloscoop.

9. Weefgetouw waarin de inslagdraden met behulp van luchtdruk tussen de kettingdraden gevoerd worden, met het kenmerk, dat de trekspanning in de inslagdraden gemeten wordt met behulp van een inrichting volgens een of meer der voorafgaande conclusies.