DE1928479C - Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Messen von Längenänderungen von textlien Fäden - Google Patents

Description

Die I !'njüiig betrifft ein Verfahren m>h,v. ei:!, iiiitrurnu! λ ζύ<:> kuntinii'erlicivn Messer· um Ι.:·ϋ-genändei uiigen von ein Meßfeld durchlaufenden textlien Fäd^-n od. dgl., vorzugsweise von Endlosgarnen.

Es sind in der Textilindustrie M^G^era'to bekannt, die Messungen der relativen LangenuiuJerunyen von Füdcn bei konstanter, einstellbarer Belastung gestatten, um Dehnkraft-Prüfungen durchzuführen. Fi---, de: Garnpiüfmssehine Frenze 1'Hahn 1 duiciiljul; der Faden /u diesem Zweck ein von je einer angetriebenen Eingangswalze und Abzugswulzi. t'earcnzles Prüftelci, in welchem der Faden mittels einer an einem Hebel angelenkten Belastungsrolle tr.it einer bestimmten Kraft belastet wird. Die Lai-everäriueiungen tier Bclastungsrolle entsprechenden i)ehnungsschwankungen werden registiiert (Koch — Sattlow, »Textillexikon«, S. 534, BiU 6). Lm Hierbei die sich in dem Prüffeld ausbildende FadeiuL-hnung auszugleichen, kann man die Voreilung der Alvugswalze gegenüber der Eiiuugsvva!?c mittels eines Regelmotors einregeln, der von dem die Belastungsrolle tragenden Hebel aus angesteuert wird. Mit den Walzen und einer der Meßstrecke nachgeordneten Meßweife sind I ängenmeßwerke verbun den. Dadurch wird ev möglich, die Länge des überprüften Fadens, die in der Meßslrecke durch die darf herrschende Zugspannung bewirkte mittlere Dehnung und die Länge des auf Meßweife aufgewundenen Fadens zu bestimmen. Da die Windespannung gegenüber der Zugkraft in der Meßstrecke klein ist, führt die Elastizität des Fadens zu einer Verkürzung des Fadens, und die Messung vermittelt Zahlenvverle über die Größe der bleibenden Dehnung (Stein, »Dehnkraft-Prüfungen am laufenden

! 928 479

3 4

Faden·. Sonderdruck aus Zeitschrift Chemiefasern. reiche I iniersui-hungsprogramme für '.issenscluifi-

HcIr 3. 1966). Die in dieser Ver<^;frentlichuii!> eben- liehe oder praktische Zwecke durcligciiihrt werden

tails beschriebene Gainprüfmasehine nach Diet/ können.

arbei'et in ähnlicher Weise. S-) ist die dem F.iden Auch kann die cii·.· Längenänderung beeinflussende im Prüffel'i eine konstante Spannung vermittelnde ; Behandlung. z. B. eine Temperaturbcaufschlagimg Bekisumüsroii·.. ebi-nfalls an einem gewidiistiekisteten des Fadens, in dem Meöfeld fortlaufend registriert riebe! angi'l'-'nkt. Die Ab^ugsgeschwindigkeii des weder., wobei auf der betreffenden Aufzeichnung Fadens aus dem Prüffeld laßt sieh verändern, indem gleichzeitig auch die relativen Längenänderuiigen die Alviugsvvaizc konisch ausgebildet ist und die An- zeitgleicf'' aufgezeichnet werden können. Die·, erbt estelk de-· Fadens an der Abzugs«alze mittels m möglicht, die Behandlungsbedingungen während :ine^; von Hund hetätigbareu Gewindespimie¹ \er- einer Messunii zu variieren und die hierdurch verschoben w^r-ien Kann, so daß sich die Abzug·.»..·- ursachten Längenänderunueii zeitgleich zu erfassen. ••ehrt ind^;gkeit einstellen läßt. Der Geschwindiukeits- In der Waizvverkindiistrie is; es beim Walzen von uiuer.-diied zwischen der Eingangswalze i:nd der Ai- Bändern bekannt, die durch das Walzen verursachte Zugs'.*al-:e dien¹ als MaG P'i die ausceübU' Dehnutm. 15 Banddehnuni; fortlaufend zu messen, indem man die

Du·.*.- bekannten, in der ! exiiliorschiing und Te--:- Zuliefergeschv.in li^keit und die Abzugsgeschwindig-

lilinduit.ie angewandten DeJinurigspriifgenii,. haben keit miß: und aus diesen beiden Geschwindigkeiten

•evioe!· eirc gan/.r Reihe μ η Nuchteiici·. Sn erniüp- die Streckung des Bandes -tctig ermittelt. Jedoch

!.eher- sie nicht, die durch thermische oder ähnl'che sind die rechnoiogischen Bedingii' ;en beim Walzen

Behandlungen von Frden verursachten l.äi;L-il:nd. z-> andere al-, sie hei Untersuchungen b'i Textilfaden

nmr.en /<i Φι ssen Auen \< bei diesen vor¹ .kannter auftreten, wie sie durch die vorliegende Erfindung

Geräten die F.imitllung der Längenänderunivr. urr- ermöglicht weiden.

und /eitraubena. und es können nur Niittel- Mit Vorteil kann man die Messung so durcnlüh-

i· Längenänderung:.·¹¹ oder Dehnuniissc'iv an- ren, dal eine der beiden Geschwindigkeiten t. oder

i'rmuifl· v-erden. ^5 r... vorzugsweise die Eingangsgeschwindigkeit i·,.

Dt !''Pnuiing lagt dt*sna!b die Aufgabe /utrunde. ständig konstant gehalten wird. In diesem Fall ist

ein \ .ri.'hie;· der oii^dnius genannten .Art zu schar'- -s ausreichend, wenn nur die variable Geschwindig-

iei; !π.11_I-- ν.eichem die durch eine thermische Be- keit gemessen wird.

handlung odei eine ähnliche Behandlung bewirkte·! Bei einer bevorzugten Weiterbildung des erfin-

I.a'pc-.'niindfiiingen von Fäden kontinuierlich, schnell 30 dungsgemäßen Verfahrens durchläuft der Faden auf-

1:· '' -icher vn laufenden Faden errnitieh und iiairii: einanderfoigend zwei Meßfelder, wobei in beiden

aiiiz.veiai oder registriert werden können, wobei dies.· Meßfeldern die in ihnen auftretenden relativen Liin-

Meisiinge- aucii unter sich fortlaufend änrlernden genänderungen ermittelt werden. Hierbei kann

Behandliriiisbedingunger· des Fadens üurchgefiiiir; zweckmäßig vorgesehen sein, daß der Faden in dem

wtrd.v können, sofern die·; erwünscht ist. si daß 35 von ihm zuerst durchlaufenden Meßfeld einer eine

urn■ -.iijt"-vch'_ (jntersuchungsproGramnv für wissen- Längenänderung des Fadens verursachenden Behand-

>ch;:ltlivii.· oder praktische Zwecke, zum Beknic! die lung unterworfen wird und in dem zweiten NLIUeId

Ermitil'vi» der günstigsten Temperaturen für die Be- die Relaxation (Nachlassen) der durch die \oran-

hei/.ine von Endlosgarnen in Streck- oder Schrumpf- eeherde Behandlung verursachten Längenänderun-

felflorn. ras:h und sicher durchgeführt uerden 4c gen gemessen wird,

körriic". Zur Durchführung des neuartigen Verfahrens ist

E^rf1ndiniL".»emä"i wird diese Aufgabe dadurcli se- crlindungsgcmäß eine F.inrichtung vorgesehen, die

lö;t. daCi eic·; Fielen ein erstes Meßfeld durchläuft, gekennzeichnet ist durch Vorschubmittel zum kon-

^;i v.--!C-Ii-.¹''' eic" Faden eiii'-r eine LängenJii'dernng linuierüchen Durchleiten des Fadens durch minde-

ver'iisachenden Behandlung, 7.. B. Temperatti'beauf- \- stens ein Meßfeld, Spannmittel zum Erzeugen der

schiamiiit;. unierzogen wird, und daß die Fadenlänge Konstanten Fadenspannung in dem Meßfeld, eine

in dem Meßfeld bei konstanter Fadenspan nun?, kon- Regelvorrichtung zum Konstanthalten der in dem

sT.:nt gehalten wird, sowie da3 in einer Rechenschal- Meßfeld befindlichen Fadenlängc, sowie Meß- und

!uiiL. od. dg¹ aus den aus der Eingangsgeschwindig- Rechenmittel zur Ermittlung der relativen Längen-

keit '·, des Fadens in das Meßfeld und der Ausgangs- 50 änderung Ii// - (i\, V₁)/ V₁ des Fadens in dem b'¹-

cc-schwinclijjkeil des Fadens aus dem Meßfeld abgc- treffenden Meßfeld, wobei r, die Eingangsgeschwin-

ieit-.'Mi elektrischen Signalen fortlaufend die relative dicke'', des Fadens und r., seine Ausgangsgeschwin

Lünuenänderung des Fadens in dem Meßfeld nach digkeit aus dem betreffenden Meßfeld ist.

der Gleichung IrI-(Io-V₁)Zv, ermittd! wird Die Vorschubmittel können irgendeine geeignete wobei i die Länge des im Meßfeld befindlichen Fa- 55 bekannte Bauart aufweisen. Beispielsweise können

dens und (1 die in dem Meßfeld eintretende lan- es angetriebene Transportvvalzcn oder Galetten sein,

cenänrlerung des Fadens ist. Die Spannmittel zum Konstanthallen der Fadenspan-

Der der relativen Längenänderung entsprechende nung können beispielsweise eine gevvichts- oder fe-

Ausgang der Rechenschal'.ung kann dann angezeigt derbelastete Spannrolle aufweisen, oder es kann eine und oder registriert werden. 60 Abzugswalzc vorgesehen sein, welche den Faucn mit

Dieses Verfahren ermöglicht auf einfache Weise konstanter Spannung aus dem betreffenden Meßfcld

schnell und sicher am laufenden Faden L'ntersuchun- abzieht.

gen durchzuführen, wie sich eine bestimmte Behänd- Die Erfindung wird nachfolgend an Hand eines

lung, vorzugsweise eine thermische Behandlung auf bevorzugten Ausführungsbeispieles noch in weiteren Längenändeiungen des Fadens auswirkt, wobei diese 65 Einzelheiten und Merkmalen erläutert.

Messungen auch unter sich forllaufend ändernden Tn der Zeichnung ist schematisch eine erlindungs-

""ehandlungsbedingungen des Fadens durchgeführt gemäße Einrichtung zum Ermitteln von relativen

werden können, so daß rasch und sicher umfang- L.ängenänaerunsien eines Fi'dens 12 in zwei anffinnn-

dcrfolgendcn Meßfeldern IO und II dargestellt, die der Faden kontinuierlich durchläuft, wobei der Faden in dem ersten Meßfeld IO einer thermischen Behandlung unterzogen wird, deren Auswirkung auf die Länge des Fadens ermittelt werden soll.

Der zu behandelnde und zu messende Faden 12 wird mittels eines angetriebenen Walzcnpaares 13 mit konstanter Geschwindigkeit in das erste Meßfcld 10 und mittels einer von einem drehzahlsteuerbaren Motor 31 angetriebenen Galette 14 mit zugeordneter Vcrlegewalze 15 aus dem ersten Meßfeld abgezogen und in das zweite Meßfeld 11 eingezogen. Aus dem zweiten Meßfeld wird er mittels einer Abzugswalzc 17, die er teilweise umschlingt, abgeleitet und über eine Umlenkrolle 18 in einen Ablagebehälter 19 abgelegt. Die Abzugswalze 17 wird mittels eines Antriebsmotors 17', z. B. mittels eines Elektromotors, eines absinkenden Gewichtes od. dgl., mit konstantem Drehmoment angetrieben, so daß die Fadenspannung des im zweiten Meßfeld der Abzugswalzc 17 zulaufenden Fadens konstant ist.

Der Faden durchläuft in dem ersten Meßfeld einen Behandlungsraum 20, in welchem er einer thermischen Einwirkung durch Heißluft, Kontaklwärm«; oder Wärmestrahlung ausgesetzt wird. Im vorliegenden Beispiel erfolgt die thermische Behandlung durch Erwärmung mittels Heißluft. Alternativ ist bei synthetischen Fäden auch eine hydrothermischc oder bei nichtsynthetischen Fäden eine Wasserbehandlung möglich. Fäden aus synthetischem Material werden hierdurch geschrumpft. In dem ersten Mcßfeld wird eine konstante Fadenspannung* durch eine in der dargestellten Weise engeordnete, gewichlsbelastetc Spannrolle 23 aufrechterhalten. Die vertikale Stellung der Spannrolle wird mittels eines induktiven Meßkopfes 24 ständig abgefühlt. Dieser einen induktiven Fühler darstellende Meßkopf 24 weist einen Kern 25 aus magnetisierbarem Material auf, der in eine mit Wechselspannung beauschlagte Induktionsspule 26 in Abhängigkeit der Stellung der Spannrolle unterschiedlich weit hineinragt. Meßköpfe dieser Art sind an sich bekannt. Der Ist-Wert der Induktivität wird einem Regler 29 aufgedrückt, der in üblicher Weise eine elektrische Brücke od. dgl. aufweisen kann, in der der Ist-Wert mit einem Soll-Wert verglichen wird, wobei bei auftretenden Regelabweichungen (Differenz zwischen Tst- und Soll-Wert) am Ausgang des Reglers 29 ein Steuersignal auftritt, welches einer Stellvorrichtung 30 zur Verstellung de. Drehzahl des Antriebsmotors 31 der Galette 14 zugeleitet wird. Diese Regelung ist derart, daß die durch die Drehzahl des Antriebsmotors 31 bestimmte Ausgangsgeschwindigkeit des Fadens 12 aus dem ersten Meßfeld stets so eingestellt wird, daß die vertikale Stellung der Spannrolle und damit die Fadenlänge des in dem Meßfeld 10 befindlichen Fadens ungefähr konstant gehalten wird. Damit bilden der Meßkopf 24, der Regler 29 und die Stellvorrichtung 30 eine Regelvorrichtung zum Konstanthalten der Fatlonlänge im ersten Meßfeld. Gleichzeitig wird auch die Fadenspannung in dem ersten Meßfeld konstant gehalten, da sie durch die von der Spannrolle 23 verursachte Gewichtsbelastung bestimmt ist.

Die Eingangsgeschwindigkeit in das erste Meßfeld 10 wird mittels einer nicht angetriebenen Umlenkrollc 35 abgcfühlt, über welche der Faden 12 läuft und sie hierbei schlupffrei antreibt. Diese IJmlenkrollc 35 treibt ihrerseits einen Tachogenerator 36 an.

dessen Ausgangssignal proportional seiner Drehzahl und damit proportional der Eingangsgeschwindigkeit des Fadens 12 ist. Die Ausgangsgeschwiiuligkeit des Fiidens 12 aus diesem ersten Meßfeld 10 wird mittels einer weiteren Umlcnkrollc 40 gefühlt, wi-lche ebenfalls schlupffrei von dem Faden 12 angetrieben wird und ihrerseits einen zweiten Tachogenerator 41 antreibt, dessen Ausgangssignal folglich proportional der Ausgangsgeschwindigkeit ist.

ίο Die EingaiiRSgeschwindigkeit in das zweite Meßfeld entspricht der Ausgangsgeschwindigkeit aus dem crsti'ii Meßfeld, so daß der Taehogcnerai(.r41 gleichzeitig der Messung der Ausgangsgcsohuindigkcii des Fadens aus dem ersten Mcßfeld 10 und der gleich großen Eingangsgcschwindigkeit des Fadens in das zweite Meßfeld 11 dient. Die Ausgangsgeschwindigkeit aus dem zweiten Mcßfeld 11 wird durch einen von der Abzugswalze 17 drehschlüssig angel riebe nen Tachogenerator 42 gemessen.

Die Ausgangssignale der beiden Tachogenerator^ 36 und 41 werden einer Rcchcnschallung 43 iihrr die Leitungen 36', 41" zugeleitet, welche aus diesen beiden Signalen, die »·, und r₂ entsprechen, die relative Längenänderung 11/1 - (v_ä v,), 1·, des Fa-

»5 dens im ersten Mcßfeld 10 errechnet. Das dieser relativen Längenänderung entsprechende Signal wird einer Anzeigevorrichtung 44 zugeleitet, die die relative Längenänderung fortlaufend anzeigt.

Die Anzeigevorrichtung44 kann selbstverständlich auch mit einem Registriergerät gekoppeil sein, falls dies erwünscht ist, oder an Stelle der Anzeigevorrichtung kann ein «niches Registriergerät allein vorgesehen sein.

Die der Ermittlung der in dem zweiten Mcßfeld Il auftretenden relativen Längenänderung dienenden Ausgangssignale der beiden Taehogencratorcn 41, 42 werden einer zweiten Rechenschaltung 43' zugeleitet, die im Prinzip gleich ausgebildet sein kann wie die Rechenschaltung 43. Diese Rechenschaltung 43' ist mit einem Anzeigegerät 44' zur Anzeige der im zweiten Meßfeld 11 auftretenden relativen Längenänderung verbunden. Auch hier kann selbstverständlich eine Registriervorrichtung zusätzlich oder für sich allein vorgesehen sein.

Das erste Meßfeld 10 reicht von der ersten Umlenkrolle 35 bis zur zweiten Umlenkrolle 40 und das zweite Meßfeld von der zweiten Umlenkrolle 40 bis zur Abzugswalze 17.

Wie dargestellt, wird in dem ersten Meßfeld die Fadenlänge durch Regelung der Lage der die Fadenspannung hervorrufenden Spannrolle 23 konstant gehalten. In dem zweiten Meßfeld wird dagegen die Fadcnlänge dadurch konstant gehalten, daß alle Leitmittel — hier die Umlenkrolle 40, die Galette 14 mit Verlegewalze 15 und die Abzugswalze 17 — ortsfest angeordnet sind, so daß die Fadcnlänge zwischen der Umlenkrolle 40 und der Abzugswalze 17 stets gleich groß ist. Diese Ausbildung der beiden Meßfelder 10,11 ist besonders günstig.

Bevorzugt ist vorgesehen, daß in dem ersten Meßfeld eine Schrumpfung des Fadens herbeigeführt und gemessen und in dem zweiten Meßfeld die nachfolgende Relaxation der vorhergehenden Schrumpfung ermittelt wird.

Zur Ermittlung der Relaxation wird in dem zweiten Meßfeld 11 zweckmäßig mit einer sehr geringen Fadenspannung gearbeitet, die erheblich kleiner als die Fadenspannung im ersten Meßfeld 10 sein kann.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Put-iitaiispi iiclie:

1. VerLthren zum kontinuierlichen Messen von Längeiiänderungcn von ein Meßfelci durchlau- J fenden textlien Fäden üd. dgl., vorzugsweise on Endlosgarnen, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (12) ein erstes Meßfeld (10) durchläuft, in welchem der Faden einer eine Längenänderung verursachenden Behandlung, ic z. B.TemperaturbeaufscIilagung, unterzogen wird, und daß die Fadenlänge in dem Meßfeld bei konstanter Fadenspannung konstant gehalten wird, sowie daß in einer Rechenschaltung (43) cd. dgl. aus den aus der Eingangsgeschwindigkeit (T₁) des Fadens (12) in das Meßfeld und der Ausgang*- gesehvvindigkeit des Fadens aus dein Meßfeld abgeleiteten elektrischen Signalen fortlaufend dit relative Längenänderung des Fadens in dem Meßfeld nach der Gleichung .J1/1 - (ι., 1,), V₁ er- au mittelt wird, wobei 1 die Länge des im Meßfeld befindlichen Fadens und 11 die in dem Meßfeld eintretende Längenänderung des Fadens ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Fadens (12) in dem ersten Meßfdd (10) durch geregelte Verstellung der Eingangs- oder Ausgaiigsgcsehvvii digkeit r, bzw. ι·., konstant gehalten wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2. ciadurcii gekennzeichnet, daß die Eingangsgeschwindigkeil (ι,) de.- in das erste Meßfeid Π0) einlaufenden Fadens (12) konstant gehalten wird

4 Verfahren nach einem ';r vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daii der Faden (12) aufeinanderioigenri zwei Mel'lelder (10) bzw. (11) durchläuft und in beiden MlR-feldern die in ihnen auftretenden relativen Länge nand jrungen ( ll/t) des Fadens errniiteli werden.

5. Verfahien nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (12) in dem \on ihm zuerst durchlaufenden Meßfeld (10) eines eine Längenänderung des Fadens verursachenden Behandlung unterworfen wird und in dem zweiten Meßfeld (11) die Relaxation dei durch die vorangehende Behandlung verursachten Längenänderung gemessen wiid.

6. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch Vorschubmittel (13, 14.17) zum kontinuierlichen Durchleiten des Fadens (12) durch mindestens ein Meßfeld (10 bzw. II), Spannmittel (23, 17) zum Erzeugen der konstanten Fadenspannung in dem Meßfeld, eine Regelvorrichtung (24, 29. 30; 40, 14, 15, 17) /um Konstanthalten der in dem Meßfeld befindlichen Fadenlänge, sowie Meß- und Rechenmittel (36, 41, 42, 43, 43') zur Ermittlung der relativen Längenänderung (. I ///) des Fadens in dem betreffenden Meßfeld.

7. Finrichiung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erzeugung der Fadenspannung in einem Meßfeld mindestens eine lageverstellbare Spannrolle (23) vorgesehen ist, und daß die Stellung der Spannrolle (23) zur Konslanthaltung der Fadenlänge mittels der Regelvorrichtung (24, 29, 30) regelbar ist, weiche die Eingangsgeschwindigkeit (v,) oder Ausgangsgeschwindigkeit (V₁) des das betreffende Meßfeld (10 bzw. 11) durchlaufenden Fadens (12) beeinflußt.

S. Einrichtung nach Anspruch (1 ocier 7, dudurch gekennzeichnet, daß die Meßinitiel zu; ΝΊ' ssung der Eingangs- und Ausgangsues^hwin.-digkeit des das betreffendi* Meßfeld ft <f bzw. 11) durchlaufenden Fadens (12) mindestens einen Tacho-üenerator (36, 41, 42) oder ühnILI.e Meßvveriaufnehmer aufweisen.

9. Einrichtung nach einem der Ansprüche ti bis fi, dadurch gekennzeichnet, daß hei Vorhandensein von zwei Meßfeldern (10, 11), die der Faden aufeinanderfolgend durchläuft, Uie Eingangsgcschwindigkeii des zweiten MelJfelJe* ί; \) der Aiisgangsgeschwindigkei: des ersten MeUfdd^s (JO) entspricht

!(). Einrichtung nach Anspruch T unc¹ 9, dadurch L'ekennzeiehnei, daß dk Fadenlange im ersten MeEMd(IO) mittels der Regelvorrichtung regelbar isr und die Fadenlünee im reiten MiK-fcid(llj dadurch konstant gehalten wirr. Jj(! der Faden (12) in dem zweiten MeUIeId(Ii) iediglich über stationär angeordnete Fadenleitmitie! (40 14. 15, 17) geleitet wird, und daU die Fadenspannung in dem zweiten Meßfeld vor/ugsv.eis.¹ durch eine mit .-inern konstanten Drehmoment angetriebene Ahzugswal/e (1/) konstant gehalten wir·.!.