DE3012516A1

DE3012516A1 - Verfahren zur einstellung einer gegebenen vorspannung an faeden auf rissfestigkeitspruefgeraeten

Info

Publication number: DE3012516A1
Application number: DE19803012516
Authority: DE
Inventors: Peter Uster Brassel; Rudolf Dübendorf Zingg
Original assignee: Zellweger Uster AG
Current assignee: Zellweger Uster AG
Priority date: 1979-09-21
Filing date: 1980-03-31
Publication date: 1981-04-02
Also published as: IN152650B; CH639764A5; HU181125B; JPS5648537A; JPS5758622B2; DE3012516C2; GB2059075B; IT1143966B; US4338824A; GB2059075A; IT8048566A0

Description

J-A T E N TA N WA LT E

MAN ITZ, F !NSTERWALD & QRÄMKO

Wg,

Zellweger Uster AG Wilstraße 11

CH-8610 Uster

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München, den 31. März 1980· P/SL - Z 2093

Verfahren zur Einstellung einer gegebenen Vorspannung an Fäden auf Reißfestigkeitsprüfgeräten

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MAN.'TZ FINSTERWALD HEYN MORGAN 8000 MÜNCHEN 22 ROBERT-KOCH-STRASSE 1 TEL (089i 2242" TELEX 05-29672 PATMF GRAMk.OW ROTERMUNQ 70O0 STUTTGART 50IBAO CANNSTATTi SEELBERGSTR 23'25 TEL (O'i'i 567261

zentralkassebaver volk.sbanken München konto-nummer727o Postscheck München7?oe2-eo£

-H-

Verfahren zur Einstellung einer gegebenen Vorspannung an Fäden auf Reissfestigkeitsprüfgeräten und dergleichen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer gegebenen Vorspannung an Fäden auf Reissfestigkeitsprüfgeräten und dergleichen.

Prüfverfahren auf automatischen Reissfestigkeitsprüigeräten sind weitgehend standardisiert, d.h. die Anfangsbedingungen, unter denen ein Test vorgenommen wird, richten sich nach anerkannten Vorschriften, um für alle Prüfungen gleiche Voraussetzungen zu schaffen. Eeben der Einspannlänge, Verformungsgeschwindigkeit, Feuchtigkeit und Temperatur der umgebenden Atmosphäre u.a. ist auch die Vorspannung, die der Faden bei Beginn der Prüfung aufweisen soll, festgelegt, da die Kraft-Dehnungswerte stark ύοώ. dieser Vorspannung abhängen. Zudem soll der Faden in gestrecktem Zustand eingespannt werden können.

Reissfestigkeitsprüfgeräte bekannter Bauart erzeugen beispielsweise eine bestimmte Vorspannung des eingelegten Fadens durch eine geeichte Fadenbremse, über die der Faden zwischen der Vorratsspule und der Transportklemme der Einlegemechanik geführt ist. Durch entsprechende Einstellung der Bremskraft der

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Fadenbremse legt sich der Faden unter dieser Spannung in die Prüfklemmen. Nach Schliessung derselben beginnt der Dehnprosess mit dieser Vorspannung.

Andere Ausführungsformen verwenden für den einzulegenden Faden eine Garnwaage, mit der dem Faden die gewünschte Vorspannung erteilt wird.

Diese bekannten Anordnungen weisen jedoch verschiedene Nachteile auf. Fadenbremsen üben auf den Faden eine nur schwer definierbare Bremskraft aus, und eine Aenderung der Fadenspannung ist nur schwer erreichbar; unter Umständen müssen Hilfsgeräte verwendet werden, um die wirkliche Fadenspannung zu ermitteln. Umlenkösen u.dgl. solcher Hilfsgeräte können das Messresultat zusätzlich verfälschen. Garnwaagen stellen zudem recht aufwendige und komplizierte Mechanismen dar, die einer ständigen oder periodischen Wartung bedürfen.

Die vorliegende Erfindung vermeidet diese Nachteile und betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer gegebenen Vorspannung an Fäden auf Reissfestigkeitsprüfgeräten und dergleichen, das sich durch die in den Ansprüchen festgehaltenen Verfahrensschritte auszeichnet.

Deoi erfindungsgemäsnen Verfahren liegt die Ueberlegung zu Grun-

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de, dass eine Kraftinessvorrichtung, wie sie bei Re iss fest i^- keitsprüfgeräten verwendet wird, ein Präaisionsmessgerät ist. Dieses soll nun nicht nur für die Bestimmung der Zugbeanspruchung allein dienen, sondern soll auch die Vorspannung bei Beginn der Prüfung mit der gleichen G-enauigkeit festlegen. Damit werden auch alle Reibungseinflüsse, die von. Fadenführungsorganen ausgehen, von der effektiv gemessenen Fadenspannung ferngehalten.

Wegen der Verschiedenartigkeit der unter der Vorspannung bereits auftretenden Dehnungen ist es nicht möglich, diese bereits durch eine entsprechende Verkürzung der Sinspannlänge E auszugleichen.

Anhand der Beschreibung und der Figuren werden Äusführungsbeispiele der Erfindung erläutert. Dabei zeigt Figur 1 schematisch ein Reissfestigkeitsprüfgerät mit Einlegemitteln,

Figuren 2 und 5 je ein Belastungsdiagramm für einen Faden, Figur 4 schematisch eine Variante des Fadeneinlegeablaufes.

In einem durch seinen Umriss 1 in Figur 1 angedeuteten Reissfestigkeitsprüfgerät wird der zu prüfende Faden 3 von einer Spule 2 abgezogen, über ümlenkösen 11, 12 geführt und in die eigentliche Prüfstrecke zwischen einer Messklemme 5 und einer

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Zugklemme 7 eingelegt.

Die ümlenkösen 11, 12 dienen sowohl der Fadenführung als auch einer gewissen Fadendämmung, die dazu dient, dass der Faden gestreckt in die Prüfstrecke eingeführt wird und beispielsweise Kringelbildung vermieden wird. Zu diesem Zweck enthält aas Gerät eine Einlegemecnanik, die eine Transportklemme 4 aufweist, die auf einem geeigneten Einlegeweg 9 umläuft, das Fadenstück beispielsx^eise bei A erfasst, über die ü.mlenköse 12 zwischen die Messklemme 5 bzw. die Zugklemme 7 legt und den Fader, bei 3 wieder freigibt.

Da die Umlenkösaill, 12 nur eine kleine Bremswirkung auf den Faden 3 ausüben, wird in der Regel nur mit kleiner Anfangsspannung V, (die kleiner als die gewählte Vorspannung Vp sein sollte) zwischen die Klemme 5, 7 gelegt. Es ist jedoch auch denkbar - z.B.. wenn sich der Faden 3 beim Abzug von der Spule 2 verfängt - dass die Anfangsspannung V, beim Einlegen bereits grosser ist als die vorgeschriebene Vorspannung Vp. In diesem Fall muss die Zugklemme 7 zunächst der Messklemme genähert werden, bis die richtige Vorspannung V₉ erreicht ist, worauf die eigentliche Zugbeanspruchung einsetzen kann.

JDie mit 2 bezeichnete Spule kann auch durch eine geeignete Art eines Spulenmagazins ersetzt werden, von dem Fadenstücke

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in bestimmter Anzahl von mehreren Spulen abgenommen werden können. Dies hat jedoch auf das erfindungsgemässe Verfahren keinen Einfluss.

Mit Vorteil wird das Prüfgerät so ausgelegt, dass die Messklemme 5 mit einem im wesentlichen stationären Kraftmesser 6 verbunden ist, während die Zugklemme 7 längs einer Bahn 8 verschiebbar ist und die Dehnung des Fadens 3 erzeugt. Die vom Kraftmesser 6 aufgenommenen Zugspannungswerte werden in einem Auswertegerät 10 verarbeitet.

Ein Zyklus einer Reissfestigkeitsprüfung verläuft nun so, dass nach dem Schliessen von Messklemme 5 und Zugklemme 7 letztere nach unten bewegt wird, wodurch die Spannung P im eingespannten Fadenstück C vom ursprünglichen, bei V-, liegenden Wert ansteigt.

Dieses Verhalten ist in Figur 2 graphisch dargestellt. Längs der Abszisse 20 ist der Weg 5 <ier Zugklemme 1, auf der Ordinate 21 die Zugkraft bzw. Fadenspannung P gezeichnet. Mit 22 ist eine gegebene Vorspannung Vp bezeichnet. Ausgehend vom Wert P — V-, für S = ο steigt diese Fadenspannung P zunächst gemäss Kurve 23 mindestens angenähert linear mit zunehmendem Weg S an. Beim Erreichen des Wertes V₉ - dem Schnittpunkt mit der gezeichneten G-rösse 22 der Vorspannung - wird nun dieser im Auswertegerät als Schwellenwert dafür benützt, dass die

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Messung der auf den Kraftmesser 6 wirkenden Zugkraft als Ausgangsstellung O für die weitere Zunahme der Zugkraft dient.

Stellt der Kraftmesser 6 bereits bei Prüfbeginn eine Fadenspannung V, fest, die höher ist als die Vorspannung V„, muss die Zugklemme 7 zunächst gegen die Messklemme 5 bewegt werden, bis die Vorspannung V₀ erreicht ist bzw. unterschritten ist (Figur 3)· Darauf kann die Zugklemme 7 wieder in Richtung zunehmender Fadenspannung P bewegt und ab dem Durchgang der Zugspannung durch den Wert der Vorspannung V₀ die normale Reissvorgangs-Kraftmessung des entsprechend dem Kraft-Dehnungsdiagramm 24 erfolgen.

Dieses Verfahren weist gegenüber den bekannten mechanischen Vorrichtungen folgende Vorteile auf:

- die Einstellung der Vorspannung ist genauer und schneller;

- sie benötigt keine zusätzlichen mechanischen Einrichtungen;

- die einzustellenden Vorspannungswerte sind jederzeit reproduzierbar;

- es kann jeder beliebige Vorspannungswert gewählt werden, der innerhalb des Messbereichs der Kraftmesseinrichtung liegt.

Infolge der Dehnung, die der lose, mit geringer Vorspannung oder höherer Vorspannung als V₀ zwischen die Messklemme 5 und

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.die Zugklemme 7 eingespannte Faden 3 bis zum Erreichen der Vorspannung V„ erleidet, wird die tatsächliche Prüflänge etwas verändert. Als Basis für die Dehnungmessung muss deshalb die bei Erreichung der Vorspannung Vp gemessene Einspannlänge E, herangezogen werden. Dies kann durch eine Korrektur, die im Auswertegerät 10 vorgenommen wird, erfolgen. Zu diesem Zweck sind die gemessenen Dehnungen S mit einem Faktor zu korrigieren, der das Verhältnis der vorgegebenen Einspannlänge Ξ zur Länge E, des vorgespannten Fadens zum Ausdruck bringt. In Figur 2 ist mit 25 ein derart korrigiertes Kraft-Dehnungs-Diagramm gezeigt. In Figur 3 bezeichnet 25' das korrigierte Kraft-Dehungs-Diagramm für den Fall, dass der Faden mit zu hoher Anfangs spannung V-, eingelegt wurde und daher zuerst auf die Einspannlänge E₁ verkürzt werden musste.

Mit dem erfindungsgemässen Verfahren kann auch eine vorteilhafte Variante des Einlegevorganges gemäss Figur 4 Anwendung finden. Dabei erfasst die Transportklemme 4 den Faden 3 beispielsweise bei A und legt ihn längs der Bahn 9 zwischen die Fadenklemmen 5, 7- Bei F, angekommen, schliesst zunächst die Fadenklemme 5 · Während des Wegstückes F-, - Fp der Transportklemme 4 wird das Fadenstück 3' entspannt, da die gestreckte Länge Klemme 7 - F_? etwas kürzer ist als diejenige Klemme 7 nach F-, . Beim Fortschreiten der Transportklemme 4 gegen F_

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^T.-;ird v;ieder zusätzliche Fadenlänge benötigt, die nun aber (da Fadenklernme 5 geschlossen act} nur durch Dehnung und darnix Erhöhung der Fadenspannung erhältlich ist. Die Iiraftmessvorrichtung 6 zeigt diese Fadenspannung an und löst über das Auswertegerät 10 einen Schliessbefehl für die Fadenklemme 7 aus, sobald die gegebene Vorspannung Vp erreicht ist. Somit ist das Fadenstück 3' in der Prüfstrecke C unter dieser Vorspannung festgehalten. Der weitere Prüfvorgang besteht in der bekannten Erhöbung der Fadenspannung durch Vergrösserung des Klemmenabstandes unter stetiger üeberwaehung der an der Kraftniessvorrichtuxig auftretenden Belastung.

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Claims

if ^- ^mm ^b Jt^ **λ t+g, Patentansprüche :

1. Verfahren zur Einstellung einer gegebenen Vorspannung

an Fäden auf Reissfestigkeitsprüfgeräten und dergleichen, mit einem Fadeneinlegemechanismus und Fadenklemmen zum Festhalten des Fadens, wovon eine mit einer Kraftmessvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Faden (3) zunächst in die Fadenklemmen (5, 7) eingelegt und nach erfolgter Schliessung mindestens einer der Fadenklemmen (5, 7) mittels der Kraftmessvorrichtung (6) die Anfangsspannung (Vl) gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Anfangsspannung (Vl) mit einer vorgegebenen Vorspannung (V2) verglichen wird, worauf die Fadenklemmen (5,7) relativ zueinander bewegt werden, bis der Faden die gegebene Vorspannung (V2) aufweist und dann die Kraft-Dehnungs-Messung von der Vorspannung (V2) ausgehend durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Einlegen des Fadens (3) in die Fadenklemmen (5, 7) die mit der Kraftmessvorrichtung (6) verbundene Fadenklemme (5)

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geschlossen wird, und mittels des Fadeneinlegemechanismus (4) das Fadenstück (3) unter Weiterbewegurig längs der Bahn (9) gespannt wird, bis die Kraftmessvorrichtung (6) die gegebene Vorspannung (V2) anzeigt, worauf die Fadenklemme (7) geschlossen und die Transportklemme (4) geöffnet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die gegebene Vorspannung (V2) als elektrischer Schwellenwert

(22) dargestellt wird, bei dessen Erreichen der Messwert

(23) auf eine Ausgangsstellung (O) verlegt wird.

5. Verfahren nach Anspruch A, dadurch gekennzeichnet, dass der elektrische Schwellenwert (22) einstellbar ist.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Messwert (24) um einen Faktor korrigiert wird, der dem Verhältnis zwischen der ursprünglichen Einspannlänge (E ) und der bis zum Erreichen der gegebenen Vorspannung (V2) eingetretenen Fadenlänge (E , e|) entspricht .

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