DE3012516C2 - Verfahren zur Einstellung einer gegebenen Vorspannung an Fäden in Rißfestigkeitsprüfgeräten - Google Patents

Description

a) nach erfolgtem Einlegen des Fadens (3) in die Fadenklemmen (5, 7) zumindest die mit der Kraftmeßvorrichtung (6) verbundene Fadenklemme (5) zunächst geschlossen und dann \s mittels der auch zur Reißfestigkeitsmessung verwendeten Kraftmeßvorrichtung (6) die Anfangsspannung (Vi) gemessen und mit der vorgegebenen Vorspannung (V2) verglichen wird

b) missis des Fadeneinlegemechanismus (4) oder der verschiebbaren zweiten Fadenklemme (7) die geforderte Vorspannung (V2) eingestellt wird,

c) bei geschlossenen Fadenklemmen (5, 7) anschließend die Reißfestigkeitsprüfung durchgeführt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die vorgegebene Vorspannung (V2) mittels des Fadeneinlegemechanismus (4) eingestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Faden (3) nach erfolgtem Schließen der mit der ^'.raftmeßvorrichtung (6) verbundenen Fadenk'emme (5) mittels des Fadeneinlegemechanismus (4) läng einer vorgegebenen Bahn (9) weiterbewegt wird, bis die Kraftmeßvorrichtung (6) die vorgegebene und geforderte Vorspannung (V2) anzeigt, die zweite Fadenklemme (7) bei Erreichen, d.h. bei Anzeige der geforderten Vorspannung (V2) geschlossen und der *o Faden (3) anschließend vom Fadeneinlegemechanismus (4) freigegeben wird.

■■' 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch jgekennzeichnet, daß die vorgegebene Vorspannung (V2) als elektrischer Schwellenwert (22) dargestellt wird, bei dessen Erreichen der Meßwert auf eine Ausgangsstellung (O) verlegt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrische Schwellenwert (22) einstellbar ist. so

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßwert um einen Faktor korrigiert wird, der dem Verhältnis zwischen der ursprünglichen Einspannlänge (Eo) und der bis zum Erreichen der vorgegebenen Vorspannung (V2) eingetretenen Einspannlänge (E\, E'\) entspricht.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Einstellung einer gegebenen Vorspannung an Fäden in Reißfestigkeitsprüfgeräten mit einem Fadeneinlegemechanismus und Fadenklemmen zum Festhalten des Fadens, wobei eine dieser Fadenklemmen mit einer Kraftmeßvorrichtung verbunden ist.

Prüfverfahren auf automatischen Reißfestigkeitsprüfgeräten 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. Neben 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 von dieser Vorspannung abhängen. Zudem soll der Faden in gestrecktem Zustand eingespannt werden können.

Bei einem bekannten Verfahren findet ein Reißfestigkeitsprüfgerät Verwendung, bei dem eine bestimmte Vorspannung des eingelegten Fadens durch eine geeichte Fadenbremse erzeugt wird, über die der Faden zwischen einer Vorratsspule und einer Transportklemme eines Einlegemechanismus geführt ist Durch entsprechende Einstellung der Bremskraft der Fadenbremse legt sich der Faden unter dieser Spannung in die Prüfklemmen. Nach Schließung der Prüfklemmen beginnt der Dehnungsvorgang mit dieser Vorspannung.

Bei anderen bekannten Verfahren ist für den einzulegenden Faden eine Garnwaage vorgesehen, mit der dem Faden die gewünschte Vorspannung erteilt wird.

Die bekannten Verfahren weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen .ajif. So üben Fadenbremsen auf den Faden eine nur schwer definierbare Bremskraft aus, die zu einer Verfälschung des Meßergebnisses führen können. Ferner ist eine Änderung der Fadenspannung mit derartigen Fadenbremsen nur schwer erreichbar. Für eine hinreichend genaue Ermittlung der jeweils eingestellten Fadenspannung sind hierbei im allgemeinen zusätzliche Einrichtungen erforderlich.

Andererseits sind Garnwaagen im allgemeinen recht aufwendige und komplizierte Mechanismen, die einer ständigen oder periodischen Wartung bedürfen und führen überdies hinsichtlich der Genauigkeit des gesamten Meßvorganges noch nicht zu einem befriedigenden Ergebnis.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Verfahren der eingangs genannten Art in der Weise zu gestalten, daß unter weitgehender Ausschaltung von das spätere Meßergebnis der Reißfestigkeitsprüfung verfälschenden Störgrößen praktisch ohne zusätzlichen Aufwand an mechanischen Einrichtungen eine rasche, beliebig oft reproduzierbare und äußerst genaue Vorjustierung erreicht, d. h. die Meßgenauigkeit der eigentlichen ReUJfestigkeitsprüfung wesentlich erhöhende, exakt vorgebbare und stets kontrollierbare und korrigierbare Ausgangsmeßbedingungen erhalten werden.

Die Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß

a) nach erfolgtem Einlegen des Fadens in die Fadenklemmen zumindest die mit der Kraftmeßvorrichtung verbundene Fadenklemme zunächst geschlossen und dann mittels der auch zur Reißfestigkeitsmessung verwendeten Kraftmeßvorrichtung die Anfangsspannung gemessen und mit der vorgegebenen Vorspannung verglichen wird,

b) mittels des Fadeneinlegemechanismus oder der verschiebbaren zweiten Fadenklemme die geforderte Vorspannung eingestellt wird,

c) bei geschlossenen Fadenklemmen anschließend die Reißfestigkeitsprüfung durchgeführt wird.

Unter sinnvoller Doppelausnutzung der im allgemeinen ein Präzisionsmeßgerät darstellenden Kraftmeßvorrichtung werden nicht nur während der eigentlichen Reißfestigkeitsprüfung äußerst genaue Meßergebnisse erhalten, sondern bereits während der für das spätere Meßergebnis entscheidenden Einstellung der geforderten Fadenvorspannung eine von beispielsweise von Fadenführungsorganen ausgehenden Reibungseinflüssen und anderen das Meßergebnis verfälschenden Störgrößen weitgehend freie, rasche Justierung sichergestellt und beliebig oft reproduzierbare und problemlos überwachbare Ausgangsmeßbedingungen erreicht Aufgrund dieses Einsatzes der Kraftmeßvorrichtung auch schon vor der eigentlichen Reißfestigkeitsprüfung ergibt sich im Vergleich mit den bekannten Verfahren nicht nur eine wesentliche Verringerung des Aufwandes, sondern durch die damit verbundene Ausschaltung von insbesondere bei Verwendung von Fadenbremsen und Garnwaagen nicht vollständig vermeidbaren, das Meßergebnis verfälschenden Reibungseinflüssen und Störgrößen eine stets genau definierte Ausgangsmeßbedingungen gewährleistende, präzise Vor>,\istienng, wobei im Hinblick auf eine größere Variabilität bei der Festlegung dieser Anfangsmeßbedingungen von besonderem Vorteil ist, daß innerhalb des Meßbereichs der Kraftmeßvorrichtung bei jeweiliger Reproduzierbarkeit jeder beliebige Fadenvorspannungswert gewählt bzw. eingestellt werden kann.

Wird die vorgegebene Vorspannung mittels des Fadenetnlegemechanismus eingestellt, so wird der Faden nach erfolgtem Schließen der mit der Kraftmeßvorrichtung verbundenen Fadenklemme vorteilhafterweise mittels des Fadeneinlegemechanismus längs einer vorgegebenen Bahn weiterbewegt, bis die Kraftmeßvorrichtung die vorgegebene und geforderte Vorspannung anzeigt, die zweite Fadenklemme bei Erreichen, d. h. bei Anzeige der geforderten Vorspannung geschlossen und der Faden anschließend vom Fadeneinlegemechanismus freigegeben.

Hierdurch wird der eigentliche Justiervorgang bzw. die Einstellung der vorgegebenen Vorspannung wesentlich beschleunigt. Die eigentliche Reißfestigkeitsprüfung kann bereits nach Schließen der zweiten Fadenklemme erfolgen.

Die vorgegebene Vorspannung wird vorteilhafter- *5 weise als elektrischer Schwellenwert dargestellt, bei dessen Erreichen der Meßwert auf eine Ausgangsstellung verlegt wird, wobei der elektrische Schwellenwert vorzugsweise einstellbar ist.

Die Ausgangsstelluit; des Meßwertes kann als ^;n Ausgangs- bzw. Bezugsgröße für die anschließende Reißfestipkeitsmessung aufgefaßt werden, wobei die Reißfestigkeitsprüfung ausgehend von diesem Bezugswert erfolgt, so daß die Auswertung bzw. eine Beurteilung der erhaltenen Meßdaten wesentlich erleichtert und das erhaltene Meßergebnis unmittelbar mit den bei der Reißfestigkeitsprüfung anderer Fäden erhaltenen Meßergebnissen verglichen werden kann.

Um dem Umstand Rechnung zu tragen, daß infolge der Dehnung, die der lose, mit geringerer Spannung oder höherer Spannung als die geforderte Vorspannung zwischen die Fadenklemmen eingespannte Faden bis zum Erreichen der geforderten Vorspannung erleidet, die tatsächliche Prüflringe etwas verändert wird, wird der Meßwert vorzugsweise um einen Faktor korrigiert, der dem Verhältnis zwischen der urspmnglichevi Einspannlänge und der bis zum Erreichen der vorgegebenen Vorspannung eingetretenen llinspiinnlänge entspricht.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung beispielsweise erläutert; in dieser zeigt

Fi g. 1 ein Reißfestigkeitsprüfgerät mit einem Fadeneinlegemechanismus, schematisch dargestellt,

F i g. 2 und 3 je ein Belastungsdiagramm für einen Faden, und

Fig.4 eine schematische Darstellung einer Variante des Fadeneinlegeablaufes.

In Fig. i ist ein Reißfestigkeitsprüfgerät 1 gezeigt, bei dem ein zu prüfender Faden 3 von einer Spule 2 abgezogen, über Umlenkösen 11,12 geführt und in die eigentliche Prüfstrecke zwischen einer als Meßklemme 5 dienenden Fadenklemme und einer als Zugklemme 7 dienenden Fadenklemme eingelegt wird.

Die Umlenkösen 11,12 dienen sowohl der Fadenführung als auch einer gewissen Fadencämrr.ung, die dazu dient, daß der Faden 3 gestreckt in die Prüfstrecke eingeführt und beispielsweise Kringelbildung vermieden wird. Zu diesem Zweck enthält /.-s Reißfestigkeitsprüfgerät einen Fadeneiniegemechariismjs 4 mit einer Transportklemme, die auf einer vorgegebenen Bahn 9 umläuft, den Faden 3 beispielsweise an einer Stelle A erfaßt, über die Umlenköse 12 zwischen die Meßklemme 5 uri die Zugklemme 7 legt und den Faden an einer Stelle B wieder freigibt

Da die Umlenkösen 11, 12 nur eine kleine Bremswirkung auf den Faden 3 ausüben, wird dieser in der Regel nur mit kleiner Anfangsspannung Vl, die kleiner als eine geforderte und vorgegebene Vorspannung V2 sein sollte, zwischen die Meßklemme 5 und die Zugklemme 7 gelegt. Es ist jedoch auch denkbar — z. B. wenn sich der Faden 3 beim Abzug von der Spule 2 verfängt — daß die Anfangsspannung Vl beim Einlegen bereits größer als die geforderte Vorspannung V2 ist. In diesem Fall muß die Zugklemme 7 zunächst der Meßklemme 5 genähert werden, bis die geforderte Vorspannung V2 erreicht ist, worauf die eigentliche Zugbeanspruchung bzw. Reißfestigkeitsprüfung einsetzen kann.

Die Spule 2 kann auch durch ein Spulenmagazin ersetzt werden, von dem Fäden in bestimmter Anzahl von mehreren Spulen abgenommen werden können.

Die Meßklemme 5 ist mit einer im wesentlichen stationären Kraftmeßvorrichtung 6 verbunden, während die Zugklemme 7 längs einer Bahn 8 verschiebbar ist und die Dehnung des Fadens 3 erzeugt. Die von der Kraftmeßvorrichtung 6 aufgenommenen Zugspannungswerte werden in einem Auswertegerät 10 verarbeitet.

Ein Zyklus einer Reißfestigkeitsprüfung verläuft nun so, daß nach dem Schließen der Meßklemme 5 und der 7.ug( itmme 7 letztere nach unten bewegt wird, worauf die Spannung P im eingespannten Fadenstück C ausgehend von &r ursprünglichen Anfangsspannung Vl ansteigt.

Dieses Verhalten ist in Fig.2 graphisch dargestellt. Längs einer Abizisse 20 ist der Weg 5der Zugklemme 7, auf einer Ordinate 21 die Zugkraft bzw. Spannung Pirn Faden aufgetragen, Mit V2 ist wiederum die vorgegebene Vorspannung und mit Vl die Anfangs^pannung angegeben. Ausgehend vom Wert P= V1 für 5 = O steigt diese im Faden vorliegende Spannung Pzunächst gemäß der Kurve 23 zumindest angenähert linear mit zunehmendem Weg S an. Die vorgegebene Vorspannung V'2 v.ird als elektrischer Schwellenwert 22 dargestellt. Erreicht nun die gemessene und mit der

Kurve 23 angedeutete Fadenspannung P diesen Schwellenwert 22. so wird der Spannungsmeßwert auf eine Ausgangsstellung O verlegt. Die Messung der auf die Kraftmeüvorrichtung 6 wirkenden Zugkraft dient somit als Ausgangsstellung O bzw. als Bezugs- oder Ausgangsgröße für die weitere Zunahme der Zugkraft.

Stellt die Kraftmeßvorrichtung 6 bereits bei Prüfbeginn eine Anfangsspannung Vl fest, die höher als die geforderte Vorspannung V2 Ist, muß die Zugklemme 7 zunächst gegen die Meßklemme 5 bewegt werden, bis die vorgegebene und geforderte Vorspannung V2 erreicht bzw. unterschritten ist (Fig. 3). Anschließend kann die Zugklemme 7 wieder in Richtung zunehmender Spannung P bewegt und ab dem Durchgang der Zugspannung durch den Wert der vorgegebenen Vorspannung V2 die normale, im Kraft-Dehnungsdiagramm 24 angedeutete Reißvorgangs-Kraftmessung erfolgen.

Infolge der Dehnung, die der lose, mit geringerer Spannung oder höherer Spannung als die geforderte Vorspannung zwischen die Meßklemme 5 und die Zugklemme 7 eingespannte Faden 3 bis zum Erreichen der vorgegebenen und geforderten Vorspannung V2 erleidet, wird die tatsächliche Prüflänge etwas verändert. Als Basis für die Dehnungsmessung muß deshalb die bei Erreichung der vorgegebenen Vorspannung V2 gemessene Einspannlänge Ei herangezogen werden. Dies kann durch eine Korrektur, die im Auswertegerät 10 vorgenommen wird, erfolgen. Zu diesem Zweck ist der gemessene Weg S und somit die gemessene Dehnung mit einem Faktor zu korrigieren, der das Verhältnis einer ursprünglichen und vorgegebenen Einspannlänge £özur Einspannlänge £1 des vorgespannten Fadens zum Ausdruck bringt. In F i g. 2 ist mit 25 ein derart korrigiertes Kraft-Dehnungs-Diagramm gezeigt. In Fig. 3 bezeichnet 25' das korrigierte Kraft-Dehnungs-Diagramm für den Fall, daß der Faden mit zu hoher Anfangsspannung V1 eingelegt wurde und daher zuerst auf die Einspannlänge E'\ verkürzt werden mußte.

Eine Variante des Einlegevorganges ist in Fig.4 gezeigt. Hierbei erfaßt die Transportklemme des Fadeneinlegemechanismus 4 den Faden 3 beispielsweise an der Stelle A und legt ihn längs der Bahn 9 zwischen die Meßklemme 5 und die Zugklemme 7. Bei F, angekommen, schließt zunächst die Meßklemme 5. Während des Wegstückes F\ — Fj der Transportklemme des Fadeneinlegemechanismus 4 wird ein Fadenstück 3' des Fadens 3 entspannt, da die gestreckte Länge Zugklemme 7 — Fj etwas kürzer ist als die Länge Zugklemme 7 — Fi. Beim Fortschreiten der Transportklemme des Fadeneinlegemechanismus 4 gegen Fj wird wieder zusätzliche Fadenlänge benötigt, die nun aber, da die Meßklemme 5 geschlossen ist, nur durch Dehnung und damit durch eine Erhöhung der Fadenspannung erhältlich ist. Die Kraftmeßvorrichtung 6 zeigt diese Fadenspannung an und löst über das Auswertegerät 10 einen Schließbefehi für die Zugklemme 7 aus, sobaid die vorgegebene Vorspannung V2 erreicht ist.

Somit ist das Fadenstück 3' mit dem eingespannten Fadens.'ück C in der Prüfstrecke unter dieser Vorspannung festgehalten. Der weitere Prüfvorgang besteht in der bekannten Erhöhung der Fadenspannung durch Vergrößerung des Klemmenabstandes unter stetiger Überwachung der an der Kraftmeßvorrichtung auftretenden Belastung.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Einstellung einer gegebenen Vorspannung an Fäden in Reißfestigkeitsprüfgeräten mit einem Fadeneinlegemechanismus und Fadenklemmen zum Festhalten des Fadens, wobei eine dieser Fadenklemmen mit einer Kraftmeßvorrichtung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß