DE4029172A1 - Verfahren und vorrichtung zum charakterisieren der qualitaet von baendern und litzen aus textilfasern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Charakterisieren und Messen der Qualität von Bändern und Litzen oder von Fäden, die aus Textilfasern herge­ stellt sind, bei welchem man die Feinheit, die Massen­ gleichförmigkeit, die Kohäsionskraft und die Kraft für die Bruchdehnung von gleichen faserigen Proben aus diesen Bändern und/oder diesen Litzen bestimmt.

Sie betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, wobei diese Vorrichtung aus folgen­ dem besteht: Einer Einrichtung zum Messen der Feinheit und der Massengleichförmigkeit, einer zur Ermittlung der Kohäsionskraft vorgesehenen Vorrichtung und einer Vorrichtung zum Messen der Bruchdehnung und der zuge­ hörigen Kraft an gleichen faserigen Proben von Bändern und Litzen.

Der Spinnprozeß ermöglicht die Umwandlung von Textil­ fasern in Fäden und umfaßt mehrere aufeinanderfolgende Schritte, in deren Verlauf man das anfangs ungeordnete Fasermaterial nacheinander in ein Vlies, in Bänder, in Litzen und schließlich in Fäden verwandelt. Die Bänder bestehen aus linearen Verbindungen von ungefähr paral­ lelen aber nicht verdrillten Fasern. Die Litzen ent­ stehen beim Affinieren durch Strecken und Drehen der Bänder. Letztere streckt und dreht man ebenso, um dar­ aus Fäden zu machen.

Die Kontrolle der Feinheit und der Massengleichförmig­ keit einerseits, der Kohäsionskräfte und der angewen­ deten Kräfte und der beim Bruch festgestellten Dehnung andererseits bei Zwischenstufen der Bänder und Litzen ist eine wesentliche Maßnahme für die Garantie einer guten Gleichförmigkeit des Enderzeugnisses, d.h. des Fadens.

Die Massengleichförmigkeit eines linearen textilen Ge­ bildes (Vlies, Band, Litze, Faden) ist abhängig von den örtlichen Schwankungen der Masse pro Längenein­ heit, auch Feinheit genannt, die man im allgemeinen in Tex ausdrückt.

Gegenwärtig mißt man die Gleichförmigkeit von Bändern, Litzen und Fäden dynamisch mittels eines elektroni­ schen Gleichförmigkeitsmessers, ausgestattet mit einem kapazitiven Sensor, der hauptsächlich aus einem Meß­ kondensator besteht. Hierzu zieht man die lineare Tex­ tilprobe mittels zweier Mitnahmezylinder oder -rollen zwischen den zwei Platten des Meßkondensators hin­ durch.

Die Schwankungen der genauen Feinheit der Probe indi­ zieren Kapazitätsschwankungen des Kondensators, welche man dann in elektrische Signale umwandelt. Letztere erfordern im Rechner des Gleichförmigkeitsmessers eine Verarbeitung um eine genaue statistische Analyse der unsicheren oder zufällig periodischen Schwankungen be­ züglich der Feinheit der getesteten Probe zu liefern. Letztere kann man in einem Ablagebehälter sammeln, der auf einer geeigneten Wiegevorrichtung im Hinblick auf eine gleichzeitige Bestimmung der durchschnittlichen Feinheit der Probe angeordnet ist.

Die Kohäsionskraft, der Widerstand gegen Bruch und die Bruchdehnung von textilen Bändern und Litzen oder Fä­ den bestimmt man gewöhnlich auf nichtautomatische Wei­ se mit Hilfe von Meßvorrichtungen, bei welchen man an der Probe eine zunehmende Zugbelastung bis zum Bruch angreifen läßt. Die Kohäsionskraft eines faserigen Bandes oder einer Litze ist von zahlreichen Parametern abhängig, wovon die wichtigsten sind: Die Geometrie (Länge, Feinheit, Oberflächenbeschaffenheit und Kräu­ selung) der Fasern, ihr Parallelitätsgrad sowie die Art und der Anteil des eventuell zur Erleichterung des Spinnens zugegebenen Schmälzöls. Eine genauere Kennt­ nis der insbesonderen mit der Kräuselung verbundenen Kohäsionskräfte der Fasern untereinander erweist sich für die Fadenqualität und die Einstellungen an den Ma­ schinen für den Spinnvorgang als unbedingt notwendig. Es ist selbstverständlich höchst wünschenswert, daß sich die Bestimmung der diese Kohäsion charakterisie­ renden Parameter auf kontinuierliche, wiederholbare und automatische Weise durchführen läßt.

Die Vorrichtungen älterer Ausführung lassen es nicht zu, auf diese Weise zu verfahren, was einen großen Nachteil darstellt, indem die Spinnmeister keine In­ formationen erhalten die für sie sehr nützlich, ja sogar unbedingt notwendig wären, um ihre Tätigkeit zu erleichtern und die Qualität der hergestellten Fäden zu verbessern.

Die vorliegende Erfindung hat die Aufgabe, die Nach­ teile der früheren Technik abzustellen und für die Spinnmeister ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, um die oben erwähnten Messungen durchführen zu können.

Die Lösung der Aufgabe erreicht man durch das erfin­ dungsgemäße Verfahren, welches dadurch gekennzeichnet ist, daß man das Messen der Kohäsionskraft sowie der Bruchdehnung und der zugehörigen Kraft für eine fase­ rige Probe bei deren Streckung vornimmt, indem man sie kontinuierlich zwischen mindestens zwei mit zunehmen­ den Umfangsgeschwindigkeiten angetriebenen Rollenpaa­ ren durchlaufen läßt, wobei das erste Rollenpaar am Ausgang einer Vorrichtung zum Messen der Massengleich­ förmigkeit angeordnet ist, während das zweite Rollen­ paar auf einer Einrichtung zum Messen der an der Probe angewandten Kraft montiert ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist dadurch gekenn­ zeichnet, daß sie mindestens eine Streckvorrichtung aufweist, bestehend aus zwei, mit zunehmenden Umfangs­ geschwindigkeiten angetriebenen Rollenpaaren, ein er­ stes mit einer ersten Oberflächengeschwindigkeit V₁ angetriebenen Paar Rollen zwischen denen sich eine fa­ serige Probe bewegt, und ein zweites, mit einer zwei­ ten Oberflächengeschwindigkeit V₂ angetriebenen Paar Rollen, zwischen denen sich die faserige Probe bewegt, wobei die Geschwindigkeit V₂ höher ist als die Ge­ schwingkeit V₁, so daß das momentan zwischen dem er­ sten und den zweiten Paar Rollen befindliche Proben­ stück eine der Differenz der Geschwindigkeiten (V₂- V₁) proportionale Streckung erfährt, und daß das zwei­ te Paar Rollen mindestens an eine Einrichtung zum Mes­ sen der an der faserigen Probe angesetzten Zugkraft angeschlossen ist.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform weist diese Vorrichtung außerdem eine Einrichtung zum Messen der Probenmasse auf, die am Abgang von dem zweiten Rollen­ paar angeordnet ist, bestehend aus einer Wiegeeinrich­ tung mit einem Aufnahmebehälter zum Sammeln der Probe, um ihre Feinheit zu bestimmen.

Diese Vorrichtung kann vorteilhafterweise Einrichtun­ gen zum Messen der Strecklänge D für die Probe auf­ weisen. Vorzugsweise sind die Einrichtungen so ausge­ führt, daß sie eine vertikale Verschiebung des zweiten Rollenpaares gegenüber dem ersten ermöglichen.

Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform kann sie am Ausgang von dem zweiten Rollenpaar eine zweite Vorrichtung zum Messen der Gleichförmigkeit aufweisen, was das Messen der Schwankungen der Masse einer Probe von einem Band oder einer Litze in Abhängigkeit der an der Probe angewendeten Streckbedingungen ermöglicht.

Nach einer interessanten Variante weist die erfin­ dungsgemäße Vorrichtung eine zweite Streckvorrichtung auf, gebildet aus dem zweiten Rollenpaar und einem dritten Rollenpaar, wobei man das dritte Rollenpaar mit einer Oberflächengeschwindigkeit V₃ antreibt, die höher ist als die Oberflächengeschwindigkeit V₂ des zweiten Rollenpaares.

Die vorliegende Erfindung wird nachstehen anhand einer Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung und des Verfahrens zu dessen Anwendung anhand einer Zeich­ nung genauer beschrieben.

Die einzige Figur zeigt: Schematische Ansicht der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung.

Unter Bezugnahme auf die Figur weist die Vorrichtung mindestens eine Einrichtung zur Führung der Probe auf, z.B. eine frei auf ihrer Achse drehbare Führungsrolle 10. Nach dieser Führungseinrichtung bewegt sich die Probe 11 im wesentlichen in vertikaler Richtung. Sie durchläuft einen kapazitiven Sensor 12, der dazu dient, die Massengleichförmigkeit der Probe zu messen. Am Ausgang dieses Sensors führt man die Litze oder das Band in eine Streckvorrichtung 13 ein. Nach der Streckvorrichtung ist ein Aufnahmebehälter 14 vorgese­ hen, in welchem man die Probe sammelt.

Der kapazitive Sensor 12 weist einen Meßkondensator 15 und einen Vergleichskondensator 16 auf. Im Meßkonden­ sator befinden sich zwei Beschläge oder Platten 15a und 15b, welche einen Bereich abgrenzen, den die Probe durchläuft. Im Vergleichskondensator befinden sich zwei Beschläge oder Platten 16a und 16b, welche einen Bereich abgrenzen, der identisch ist mit dem, der die zwei Platten 15a und 15b voneinander trennt. Der Ver­ gleich der Momentankapazitäten der zwei Kondensatoren ermöglicht die Bestimmung eines Signals für die Kapa­ zitätsdifferenz, die eine Funktion der Feinheit der Probe ist, und gestattet eine Bestimmung ihres Massen­ gleichförmigkeit. Ein solcher kapazitiver Sensor ist bekannt und wurde in dem unter Nr. 25 87 806 veröf­ fentlichten französischen Patent als Bestandteil einer Vorrichtung zur Analyse von Textilfäden beschrieben.

Die Streckvorrichtung 13 weist, gemäß Darstellung, ein erstes Paar Rollen 17a, 17b auf, die im entgegesetzten Sinne in Rotation versetzt sind, so daß sie auf die Probe einen Zug ausüben und ihre Bewegung im Sinne des Pfeiles A bewirken. Die Drehbewegung der Rollen 17a und 17b ist gleichförmig und ihre Oberflächengeschwin­ digkeit ist gleich dem Betrag V₁. Diese Vorrichtung weist ein zweites Paar Rollen 18a, 18b auf, die eben­ falls im entgegengesetzten Sinne in Rotation versetzt sind, so daß auf die Probe im selben Sinne wie der Pfeil A einen Zug ausüben. Die Oberflächengeschwindig­ keit der Rollen 18a und 18b ist gleich einem Betrag V₂, welcher höher ist als der Betrag V₁, so daß die Probe eine der Differenz der Beträge V₂-V₁ der Ober­ flächengeschwindigkeiten der Rollen 18a, 18b und 17a, 17b proportionale Streckung erfährt.

Die Vorrichtung 13 könnte mit einer zweiten Streckein­ richtung 13′ ausgerüstet sein, bestehend aus dem Rol­ lenpaar 18a, 18b und einem dritten Paar Rollen 19a, 19b, die sich mit einer Oberflächengeschwindigkeit V₃ drehen. In diesem Falle teilt sich die von der Probe erfahrene Streckung in zwei Phasen auf: eine erste Phase bei der die Streckung proportional der Differenz V₂-V₁ der Oberflächengeschwindigkeit der zwei ersten Rollenpaare ist und eine zweite Phase, bei der die Streckung proportional der Differenz V₃-V₂ der Ober­ flächengeschwindigkeiten des zweiten und des dritten Rollenpaare ist.

Das zweite Rollenpaar 18a, 18b (und/oder evtl. das dritte Rollenpaar 19a, 19b) ist an eine Vorrichtung 20 zum Messen der an der Probe angewendeten Zugkraft an­ geschlossen. Es handelt sich um einen zum Schnellwie­ gen geeigneten Sensor 21, welcher mit einem Regi­ strierapparat 22 gekoppelt ist.

Man stellt fest, daß mindestens eines der Rollenpaare 18a, 18b oder 17a, 17b gegenüber dem anderen beweglich ist, wie der Doppelpfeil B zeigt, so daß es möglich ist, den Abstand D, welcher sie voneinander trennt, zu variieren. Dieser Abstand D heißt Strecklänge.

In der Praxis sieht man zur Bestimmung der Bruchlast an einer Probe verschiedene Strecklängen vor. Wenn die Streckrollen eine Strecklänge D definieren, die größer ist als die Faserlänge der Probe, gleiten die Fasern aneinander entlang, wodurch man die Streckkraft be­ stimmen kann. Wenn die Rollen eine Strecklänge D defi­ nieren, die kleiner ist als die Faserlänge, unterlie­ gen die Fasern welche gleichzeitig zwischen den zwei ersten Rollen 17a, 17b und zweiten Rollen 18a, 18b eingeklemmt sind, eine Streckung im einzelnen oder in ihrer Gesamtheit evtl. bis zum Bruch, wodurch es mög­ lich ist, die Widerstandsfähigkeit der Fasern und die Dehnung sowie die Bruchlast zu bestimmen.

In dem Aufnahmebehälter 14 kann man die Proben sammeln im Hinblick auf ihre Wägung durch eine Einrichtung 26, wobei man gleichzeitig das Messen ihrer Länge durch­ führt. Die Messungen ermöglichen eine Bestimmung der durchschnittlichen Feinheit der untersuchten Probe.

Die Vorrichtung kann man durch einen am Ausgang der Streckeinrichtung 13 angeordneten zweiten kapazitiven Sensor 23 vervollständigen. Er ist mit dem Sensor 12 identisch und ermöglicht die Bestimmung der Massen­ gleichförmigkeit der Probe nach dem Strecken.

Um seine Eichung zu ermöglichen, ist der kapazitive Sensor 12 mit zwei Stellgliedern 24 verbunden, welche es ermöglichen, die Probe vorübergehend aus dem zwi­ schen den Platten 15a und 15b vorgesehenen Bereich herauszunehmen. Diese Stellglieder kann man durch mag­ netische Einrichtungen, in Tauchankerbauart ersetzen.

Der kapazitive Sensor 23 ist, wenn er an der Vorrich­ tung montiert ist, ebenfalls mit zwei Stellgliedern (oder etwas ähnlichem) 25 verbunden, welche die glei­ chen Funktionen haben wie die Stellglieder 24.

Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die beschrie­ benen und als Beispiel dargestellten Ausführungsformen beschränkt, sondern kann unterschiedliche Abänderungen erfahren und sich unter verschiedenen, für den Fach­ mann offensichtlichen Varianten zeigen.

Claims (7)

1. Verfahren zum Charakterisieren und Messen der Qua­ lität von Bändern und Litzen oder von Fäden, die aus Textilfasern hergestellt sind, bei welchem man die Feinheit, die Massengleichförmigkeit, die Kohä­ sionskraft sowie die Bruchdehnung und die zugehöri­ ge Kraft bei gleichen faserigen Proben aus diesen Bändern und/oder diesen Litzen bestimmt, dadurch gekennzeichnet, daß man das Messen der Kohäsionskraft, sowie der Bruch­ dehnung und der zugehörigen Kraft für eine faserige Probe bei deren Streckung vornimmt, indem man sie kontinuierlich zwischen mindestens zwei, mit zuneh­ menden Umfangsgeschwindigkeiten angetriebenen Rol­ lenpaaren durchlaufen läßt, wobei das erste Rollen­ paar (17a, 17b) am Ausgang einer Vorrichtung (12) zum Messen der Massengleichförmigkeit angeordnet ist, während das zweite Rollenpaar (18a, 18b) auf einer Einrichtung (20) zum Messen der an der Probe angewandten Kraft montiert ist.

2. Vorrichtung zum Charakterisieren und Messen der Qualität von Bändern und Litzen oder von Fäden auf der Basis von Textilfasern und zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einer Vorrichtung zum Messen der Feinheit und der Massen­ gleichförmigkeit, einer zur Ermittlung der Kohä­ sionskraft vorgesehenen Vorrichtung, einer Vorrich­ tung zum Messen der Bruchdehnung und der zugehöri­ gen Kraft an gleichen faserigen Proben von Bändern und Litzen, dadurch gekennzeichnet, daß sie mindestens eine Streckvorrichtung (13) auf­ weist, bestehend aus zwei mit zunehmenden Umfangs­ geschwindigkeiten angetriebenen Rollenpaaren (17a, 17b, 18a, 18b), ein erstes, mit einer ersten Oberflä­ chengeschwindigkeit V₁ angetriebenes Paar Rollen (17a, 17b), zwischen denen sich eine faserige Probe bewegt und ein zweites, mit einer zweiten Oberflä­ chengeschwindigkeit V₂ angetriebenes Paar Rollen (18a, 18b) zwischen denen sich die faserige Probe bewegt, wobei die Geschwindigkeit V₂ höher ist als die Geschwindigkeit V₁, so daß das momentan zwi­ schen dem ersten und dem zweiten Paar Rollen be­ findliche Probenstück eine der Differenz der Ge­ schwindigkeiten (V₂-V₁) proportionale Streckung erfährt und daß das zweite Paar Rollen mindestens an eine Einrichtung (20) zum Messen der an der fa­ serigen Probe angesetzten Zugkraft angeschlossen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie außerdem eine Vorrichtung (26) zum Messen der Probenmasse aufweist, die am Abgang von dem zweiten Rollenpaar angeordnet ist und aus einer Wiegevor­ richtung besteht, die mit einem Aufnahmebehälter (14) versehen ist, in welchem man die Probe hin­ sichtlich der Bestimmung ihrer Feinheit sammelt.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sie auch Einrichtungen zum Messen der Strecklänge D für die Probe aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen so ausgeführt sind, daß die ver­ tikale Verschiebung des zweiten Rollenpaares (18a, 18b) gegenüber dem ersten (17a, 17b) ermöglichen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie am Abgang von dem zweiten Rollenpaar eine zwei­ te Vorrichtung (23) zum Messen der Gleichförmigkeit aufweist, was das Messen der Schwankungen der Masse einer Probe von einem Band oder einer Litze in Ab­ hängigkeit der an der Probe angewandten Streckbe­ dingungen ermöglicht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine zweite Streckvorrichtung (13′) aufweist, gebildet aus dem zweiten Rollenpaar (18a, 18b) mit einem dritten Rollenpaar (19a, 19b) wobei man das dritte Rollenpaar mit einer Oberflächengeschwindig­ keit V₃ antreibt, die höher ist als die Oberflä­ chengeschwindigkeit V₂ des zweiten Rollenpaares.