DE9113098U1 - Tensile force measuring device - Google Patents
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Description
B E S C H REIB U N GDESCRIPTION
Die Erfindung betrifft, eine Zugkraftmeßeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a tensile force measuring device according to the preamble of claim 1.
Derartige Zugkraf tineßeinrichl ungen sind bekannt. Unter einem Faden werden in der vorliegenden Anmeldung alle üblichen Endlosgebilde wie z.B. Filamente, Drähte, Filamentbünde1, Glasfasern, Kohlenstofffasern, Aramidfasern, Lichtwellenleiter, schmale Bänder verstanden .Such traction force devices are known. In the present application, a thread is understood to mean all common endless structures such as filaments, wires, filament bundles1, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, optical fibers, narrow bands.
Derartige Zugkraftmessungen werden üblicherweise zwischen zwei aufeinanderfolgenden Leitrollen, welche starr am Maschinengestell sitzen, derart angebracht, daß der Faden unter Umlenkung über die Zugkraftmeßeinrichtung geführt wird. Hierdurch ergibt sich eine in die Zugkra fl meße inrichtung eingeleitete, an der Umlenkeinrichtung angreifende Kraft, die radial gerichtet ist. Sie ist die Resultierende aus der Fadenzugkraft. Solche Zugkraftmeßeinrichtungen sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Diese Ausführungsformen unterscheiden sich im wesentlichen hinsichtlich der Ausführung des Biegezapfens. Die Biegezapfen sind stets elastisch verformbare Federkörper, deren Federweg abhängig von der jeweils vorliegenden Fadenzugkraft ist.Such tensile force measurements are usually mounted between two consecutive guide rollers, which are rigidly attached to the machine frame, in such a way that the thread is guided over the tensile force measuring device while being deflected. This results in a force that is introduced into the tensile force measuring device and acts on the deflection device and is directed radially. It is the result of the thread tensile force. Such tensile force measuring devices are known in various designs. These designs differ essentially in terms of the design of the bending pin. The bending pins are always elastically deformable spring bodies, the spring travel of which depends on the thread tensile force present at the time.
Bei einer Ausführungsform greift z.B. die Resultierende der Fadenzugkraft
als Querkraft an dem Biegezapfen der Zugkraftmeßeinrichtung
an. Die hierdurch hervorgerufene Biegung ist proportional der Resultierenden aus der Fadenzugkraft, und somit ein Maß für die
Höhe der Fadenzugkraft.. An sich bekannt sind auch Kraftsensoren,
die einen Biegezapfen in Form einer Torsionsfeder aufweisen. Die
Torsionsfeder wird mittels eines Hebelarms verdreht. Der Hebelarm
trägt an seinem freien Ende die Fadenumlenkeinrichtung, über welche der Faden im wesentlichen parallel zur Axialrichtung der
Torsionsfeder geführt wird. Die Resultierende aus der Fadenzugkraft
greift als Torsionsmoment an der Torsionsfeder an. Die hierdurch hervorgerufene Verdrehung ist proportional der Resultierenden
der Fadenzugkraft und somit ein Maß für deren Höhe.
In dieser Anmeldung werden die Begriffe Biegezapfen und ZapfenIn one embodiment, for example, the resultant of the thread tension acts as a transverse force on the bending pin of the tension measuring device. The bending caused by this is proportional to the resultant of the thread tension and is therefore a measure of the level of the thread tension. Force sensors that have a bending pin in the form of a torsion spring are also known. The torsion spring is twisted by means of a lever arm. The lever arm carries the thread deflection device at its free end, via which the thread is guided essentially parallel to the axial direction of the torsion spring. The resultant of the thread tension acts as a torsional moment on the torsion spring. The twisting caused by this is proportional to the resultant of the thread tension and is therefore a measure of its level.
In this application, the terms bending pin and pin
synonym 'verwendet.synonym 'used.
Technisch aufwendig ist hei den bekannten Zugkraftmeßeinrichtungen
die absolut starre Verbindung des Biegezapfens mit dem Maschinengestell,da
der Biegezapfen infolge der Befestigung keinerlei inneren Spannungen ausgesetzt werden darf. Hieraus ergeben sich
die Anforderungen, daß einerseits der Biegezeapfen mit seinem
nicht eingespannten Ende frei beweglich bleiben muß, und daß andererseits die hohe geforderte Sensorgenauigkeit bei der Zugkraftmessung
laufender Fäden einen spannungsfreien Einbau der Sensoren voraussetzt.The absolutely rigid connection of the bending pin to the machine frame is technically complex in the known tensile force measuring devices, since the bending pin must not be exposed to any internal stresses as a result of the fastening. This results in
the requirements that, on the one hand, the bending pin must remain freely movable with its non-clamped end, and that, on the other hand, the high required sensor accuracy when measuring the tensile force of running threads requires a tension-free installation of the sensors.
Aufgabe der Erfindung ist es, den technischen Aufwand für die Biegezapfenbefestigung so gering wie möglich zu halten und gleichzeitig eine starre und spannungsfreie Verbindung des befestigten Zapfenendes zum Maschinengestell zu gewährleisten, wobei zusätzlich die Möglichkeit bestehen soll, derartige Kraftsensoren in unterschiedlichen Ausführungen verwenden zu können.The object of the invention is to keep the technical effort for the bending pin fastening as low as possible and at the same time to ensure a rigid and stress-free connection of the fastened pin end to the machine frame, whereby it should also be possible to use such force sensors in different designs.
Diese Aufgabe wird gelöst durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.This problem is solved by the characterizing features of claim 1.
Aus der Erfindung ergibt sich der Vorteil, daß auf die Zwischenschaltung weiterer Bauteile als der Mantelhülse verzichtet werden kann. Andererseits ermöglicht die Mantelhülse eine problemlose starre Anbringung am Maschinengestell.The invention has the advantage that it is possible to dispense with the interposition of additional components other than the casing sleeve. On the other hand, the casing sleeve enables problem-free, rigid attachment to the machine frame.
Die Erfindung hat erkannt, daß die Befestigung des Biegezapfens unmittelbar in der Mantelhülse nicht nur kostengünstiger als die bekannten Vorrichtungen ist, sondern darüberhinaus auch flexibler ist. Eine Anpassung der speziellen Geometrien handelsüblicher Kraftsensoren unterschiedlicher Hersteller an die jeweiligen Gegebenheiten im Maschinengestell kann gänzlich unterbleiben. Auch an schwierig zugänglichen Stellen läßt sich die erfindungsgemäße Zugkraftmeßeinrichtung leicht anbringen, da eine Feinbearbeitung des Maschinengestell nicht mehr notwendig ist.The invention has recognized that fastening the bending pin directly in the casing sleeve is not only more cost-effective than the known devices, but is also more flexible. Adapting the special geometries of commercially available force sensors from different manufacturers to the respective conditions in the machine frame can be completely omitted. The tensile force measuring device according to the invention can also be easily installed in places that are difficult to access, since fine machining of the machine frame is no longer necessary.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, daß jeder Kraftsensor mit Biegezapfen ohne innere Spannungen infolge PressungThe invention makes use of the knowledge that every force sensor with a bending pin without internal stresses due to pressure
oder infolge eines anderweitig vorgespannten Zustandes innerhalb der zwischengeschalteten Mantelhülse sitzen kann. Diese Erkenntnis wird ermöglicht durch die vorausgegangene Erkenntnis, daß nur sehr geringe Kräfte vom Biegezapfen auf die Mantelhülse zu übertragen sind, und daß demzufolge eine im wesentlichen spannungsfreie Einbauweise des festgelegten Biegezapfenendes in die Mantelhülse erfolgen kann.or as a result of another prestressed condition, can sit within the intermediate casing sleeve. This finding is made possible by the previous finding that only very small forces need to be transferred from the bending pin to the casing sleeve and that, as a result, the fixed bending pin end can be installed in the casing sleeve in an essentially stress-free manner.
Andererseits darf die feste Einspannung der Mantelhülse ohne weiteres innere Spannungen in dieser hervorrufen, da sich diese nicht auf den baulich von der Mantelhülse getrennten Biegezapfen übertragen können.On the other hand, the firm clamping of the jacket sleeve may well cause internal stresses in it, since these cannot be transferred to the bending pin, which is structurally separated from the jacket sleeve.
Die Erfindung kann durchaus Anwendung finden bei Kraftsensoren unterschiedlicher Größe, unterschiedlicher Abmessungen, unterschiedlicher Hers te 1ler oder verschi edenartiger Ausführungsformen.The invention can certainly be applied to force sensors of different sizes, different dimensions, different manufacturers or different designs.
Die Erfindung kann Anwendung finden bei industriell genutzten Maschinen oder bei Labormaschinen.The invention can be applied to industrial machines or laboratory machines.
Dabei ist der Aufwand für die Erfindung, gemessen am Fortschritt, gering.Die Erfindung läßt sich an jeder Stelle des Maschinengestells, an welcher der Faden vorbeiläuft , anbringen, da sie nur einen äußerst geringen Platzbedarf hat. Prinzipiell genügt es für die Erfindung, ein Aufnahmeloch von etwa dem Aussendurchmesser der Mantelhülse am Maschinengestell anzubringen. Dies ist praktisch an jeder Stelle des Maschinengestells möglich ohne zusätzlichen Platzbedarf. Die Verbindung am Maschinengestell muß schlüssig sein im Sinne einer starren Verbindung. Die Verbindung kann also auch durch eine Sehweissnaht oder durch eine Klebeschicht erfolgen. Gleichsam kann die Mantelhülse mittels eines Gewindes entweder in das Maschinengestell eingeschraubt sein, oder mittels eines beidseitig des Maschinengestells angeordneten sich hemmenden Mutternpaares gegen das Maschinengestell verspannt sein. In diesem Fall empfiehlt es sich, das auf der Mantelhülse angebrachte Aussengewinde als Trapezgewinde zu fertigen, da sich hieraus der Vorteil ergibt, daß die Gewindezähne beim Durchstecken der Mantelhülse durch das Maschinengestell nicht zerstört werden.The cost of the invention is low compared to the progress. The invention can be installed at any point on the machine frame where the thread runs, as it only requires a very small amount of space. In principle, it is sufficient for the invention to install a hole of approximately the outside diameter of the casing sleeve on the machine frame. This is possible at practically any point on the machine frame without requiring additional space. The connection to the machine frame must be coherent in the sense of a rigid connection. The connection can therefore also be made using a weld seam or an adhesive layer. The casing sleeve can either be screwed into the machine frame using a thread, or can be clamped against the machine frame using a pair of locking nuts arranged on both sides of the machine frame. In this case, it is recommended that the external thread on the casing sleeve be made as a trapezoidal thread, as this has the advantage that the thread teeth are not destroyed when the casing sleeve is pushed through the machine frame.
Der weilere Vorteil liegt darin, daß die Auflagefläche der Mantelhülse im Maschinengestell vergrößert wird. Vorteilhaft wird der Durchmesser eines Spitzgewindes um einen halben Millimeter durch Abtrag der Zähne verringert, ggf. auch schrittweise um jeweils einen halben Millimeter oder auf einen durch 0,5 teilbaren Durchmesser. Dann läßt sich nämlich ein handelsüblicher Standardbohrer für das Aufnahmeloch im Maschinengestell verwenden.The second advantage is that the contact surface of the casing sleeve in the machine frame is increased. The diameter of a pointed thread is advantageously reduced by half a millimeter by removing the teeth, if necessary also gradually by half a millimeter at a time or to a diameter divisible by 0.5. This means that a standard commercially available drill can be used for the mounting hole in the machine frame.
Für den Einbau des Kraftsensors in den Innenraum der Mantelhülse gibt es verschiedene Möglichkeiten, von denen die Verklebung besonders hervorgehoben werden sollte. Bei entsprechender Gestaltung der Klebestellenabmessung kann selbst ein mit Cyanacrylat eingeklebter Kraftsensor mittels einer geeigneten Abdrückpresse reparaturfreundlich ohne Zerstörung gelöst und wieder eingesetzt werden .There are various options for installing the force sensor in the interior of the casing sleeve, of which bonding should be highlighted. If the dimensions of the bonding point are designed accordingly, even a force sensor bonded in with cyanoacrylate can be easily removed and reinserted using a suitable pressure press without causing any damage.
Aus den Merkmalen des Anspruchs 2 ergibt sich eine Weiterbildung. Zum axialen Verspannen der eingeschraubten Mantelhülse sowie in gewissem Maß auch als Verdrehsicherung dient in einem Ausführungsbeispiel eine auf der Mantelhülse gegen das Maschinengestell aufgeschraubte Kontermutter. Diese ist auf das Mantelhülsengewinde im Sinne einer Verspannung gegen das MAschinengestel1 geschraubt. Diese Variante liefert einen genau definierten Einspannungszustand für die Mantelhülse. Grundsätzlich ist es aber auch möglich, die Mantelhülse fest in das Gewinde einzukitten.A further development results from the features of claim 2. In one embodiment, a lock nut screwed onto the casing sleeve against the machine frame serves to axially clamp the screwed-in casing sleeve and to a certain extent also as an anti-twist device. This is screwed onto the casing sleeve thread in the sense of clamping against the machine frame1. This variant provides a precisely defined clamping state for the casing sleeve. In principle, however, it is also possible to cement the casing sleeve firmly into the thread.
Die Ansprüche 3 und 4 liefern Weiterbildungen, die je nach Anbringungsstelle am Maschinengestell Vorteile bieten.Anspruch 4 enthält eine Ausführung, die vorteilhaft anzuwenden ist, wenn das Maschinengestell keine Möglichkeit zur Anbringung eines Innengewindes bietet. Die durch das Aufnahmeloch eingebrachte Mantelhülse wird in einem Ausführungsbeispiel beidseits des Maschinengestells mit je einer Mutter gegen das Maschinengestell verspannt, und sitzt starr verbunden mit dem Maschinengestell im Aufnahmeloch. Hierzu ist es erforderlich, daß der Mantelhülsendurchmesser geringfügig kleiner als der Aufnahmelochinnendurchmesser ist.Claims 3 and 4 provide further developments that offer advantages depending on the attachment point on the machine frame. Claim 4 contains an embodiment that is advantageous to use when the machine frame does not offer the possibility of attaching an internal thread. In one embodiment, the jacket sleeve inserted through the receiving hole is clamped against the machine frame with a nut on each side of the machine frame and sits rigidly connected to the machine frame in the receiving hole. For this purpose, it is necessary that the jacket sleeve diameter is slightly smaller than the inside diameter of the receiving hole.
Der Vorteil liegt in der stufenlosen axialen Verstellmöglichkeit der Mantelhülse. Hierdurch ist gewährleistet, daß die Fadenum-The advantage lies in the stepless axial adjustment of the casing sleeve. This ensures that the thread
lenkeinrichtung vollkommen unabhängig von der Geometrie der Mantelhülse
oder Gewindesteigung genau in die Fadenlaufebene ge
bracht, und dort fixiert werden kann.steering device completely independent of the geometry of the casing sleeve or thread pitch exactly in the thread running plane
and can be fixed there.
Aus den Merkmalen des Anspruchs 6 ergibt sich eine Weiterbildung mit dem Vorteil, daß zusätzlich die Einstellung der Zugkraftmeßeinrichtung entsprechend der Ausrichtung der Meßachse mit der aus der Umlenkgeometrie resultierenden Kraftachse bereits vor der endgültigen Befestigung der Mantelhülse am Maschinengestell fixiert werden kann, wobei die Einstellung sehr feinfühlig und damit präzise möglich ist. Dieser Vorteil wird dadurch erreicht, daß über die Schlüsselangriffsfläche mit Hilfe eines Einstellschlüssels ein Drehmoment in die Mantelhülse eingeleitet wird, wobei die Positionierung der Mantel hülse durch Drehen derselben erfolgt.The features of claim 6 result in a further development with the advantage that the setting of the tensile force measuring device can be fixed in accordance with the alignment of the measuring axis with the force axis resulting from the deflection geometry before the casing sleeve is finally attached to the machine frame, whereby the setting can be very sensitive and therefore precise. This advantage is achieved by introducing a torque into the casing sleeve via the key engagement surface with the aid of an adjustment key, whereby the positioning of the casing sleeve takes place by turning it.
Die Merkmale der Ansprüche 7 bis 13 betreffen jeweils bevorzugte Ausführungsforinen der Erfindung.The features of claims 7 to 13 each relate to preferred embodiments of the invention.
Es soll ausdrücklich gesagt sein, daß die Erfindung nicht auf die in den folgenden Ausführungsbeispielen gezeigten Bauarten von Kraftsensoren mit Einfachbiegebalken bzw. Torsionsfedern beschränkt sein soll, sondern daß insbesondere auch Doppelbiegebalken zum Einbau in die erfindungsgemäße Mantelhülse sehr gut geeignet sind.It should be expressly stated that the invention is not to be limited to the types of force sensors with single bending beams or torsion springs shown in the following embodiments, but that double bending beams in particular are also very well suited for installation in the jacket sleeve according to the invention.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen erläutert.In the following, the invention is explained using exemplary embodiments.
Die Fig 1-3 zeigen eine Zugkraftmeßeinrichtung 1 an einer Bearbeitungsmaschine für einen laufenden Faden 2. Die Zugkraftmeßeinrichtung besieht aus einem Kraftsensor 3 , der in den Innenraum der Mantelhülse 26 eingebaut ist. Der Kraftsensor ist ein sogenannter Radialkraftsensor, der die aus der Fadenzugkraft resultierende Radialkraft , welche über dia Fadenumlenkrolle 4 in den Kraftsensor eingeleitet wird, aufnimmt. Infolge der Aufnahme der Radialkraft erfolgt eine Biegung des Biegezapfens 6, welche mittels der Dehnungsmeßstreifen 7 erfaßt wird.Fig. 1-3 show a tension measuring device 1 on a processing machine for a running thread 2. The tension measuring device consists of a force sensor 3 which is installed in the interior of the casing sleeve 26. The force sensor is a so-called radial force sensor which records the radial force resulting from the thread tension, which is introduced into the force sensor via the thread deflection roller 4. As a result of the absorption of the radial force, the bending pin 6 bends, which is recorded by means of the strain gauges 7.
Die Dehnungsmeßstreifen sind unter einem Winkel von 45 Grad zur Axialrichtung geneigt auf den Aussenmantel des Biegezapfens geklebt. Sie liegen in derjenigen Ebene, in welcher die Biegung des Zapfens erfolgt. Von jedem Ende jedes Dehnungsmeßstreifens geht eine Ableitung 8 zu einem Meßisntrument zur Auswertung. Dort wird die gemessene Größe in eine ablesbare Anzeige der Fadenzugkraft umgewandelt.The strain gauges are glued to the outer casing of the bending pin at an angle of 45 degrees to the axial direction. They are located in the plane in which the pin is bent. From each end of each strain gauge, a lead 8 goes to a measuring instrument for evaluation. There, the measured value is converted into a readable display of the thread tension.
Der Kraftsensor ist einseitig starr mit dem Maschinengestell 5 verbunden, und weist an seinem anderen Ende den frei auskragenden Biegezapfen 6 auf. An den Biegezapfen schließt sich eine nicht dargestellte Lagerung für die Fadenumlenkrolle 4 an.The force sensor is rigidly connected to the machine frame 5 on one side and has the freely projecting bending pin 6 at its other end. The bending pin is connected to a bearing (not shown) for the thread deflection roller 4.
Der Durchmesser des Biegezapfens ist in allen Darstellungen nicht ma&bgr;stäblich.The diameter of the bending pin is not to scale in all illustrations.
Der Kraftsensor 3 ist ein handelsübliches Bauteil und besitzt zur Befestigung einen zylindrischen Körper 10, der die Funktion übernimmt, den Kraftsensor starr mit dem Maschinengestell zu verbinden. Dieser zylindrische Körper ist unmittelbar, im wesentlichen spannungsfrei und starr in den Innenraum der Mantelhülse eingepaßt und fest mit dieser verbunden. Im Falle der Fig 1 erfolgt dies mit Hilfe der Feststellschraube 13, im Falle der Fig 2 mit Hilfe der Klebeschicht 14.The force sensor 3 is a commercially available component and has a cylindrical body 10 for fastening, which has the function of rigidly connecting the force sensor to the machine frame. This cylindrical body is fitted directly, essentially stress-free and rigidly into the interior of the casing sleeve and is firmly connected to it. In the case of Fig. 1, this is done using the locking screw 13, in the case of Fig. 2 using the adhesive layer 14.
Die Mantelhülse besitzt ringförmige Querschnitte in denjenigen Axialebenen, innerhalb deren sie den Kraftsensor aufnimmt. Das Maschinengestell 5 weist jeweils ein Aufnahmeloch 9 auf, welches unmittelbar zur Aufnahme der Mantelhülse dient. Die Aufnahme der Mantelhülse erfolgt mittels einer starren Verbindung zum Maschinengestell. Diese Verbindung kann unterschiedlich ausgestaltet sein. In allen Fällen wird die Mantelhülse jeweils in axialer Richtung gegen das Maschinengestell verspannt, und zwar so fest, daß eine Bewegung der Mantel hülse im Aufnahmeloch nicht möglich ist. Mittels unterschiedlicher Befestigungseinrichtungen ist die Mantelhülse dann an dem Maschinengestell angebracht.The jacket sleeve has ring-shaped cross-sections in the axial planes within which it accommodates the force sensor. The machine frame 5 has a receiving hole 9, which serves directly to accommodate the jacket sleeve. The jacket sleeve is accommodated by means of a rigid connection to the machine frame. This connection can be designed in different ways. In all cases, the jacket sleeve is clamped in the axial direction against the machine frame, so tightly that movement of the jacket sleeve in the receiving hole is not possible. The jacket sleeve is then attached to the machine frame by means of various fastening devices.
In Fig 1 besteht diese Befestigungseinrichtung aus einer stufenartigen Durchmesservergrößerung 15, welche sich mit einer Stirnfläche 16auf der Aussenseite des Maschinengestells abstützt. Das durchgesteckte freie Ende 18 der Mantelhülse nimmt eine Spannmut-In Fig. 1, this fastening device consists of a step-like diameter enlargement 15, which is supported by a front surface 16 on the outside of the machine frame. The free end 18 of the casing sleeve that is pushed through takes a clamping nut.
ter 19 als axial wirkende Spanneinrichtung auf. Die Spannmutter ist auf das Aussengewinde 20 der Mantelhülse geschraubt.Auf diese Weise wird das Maschinengestell zwischen der Stirnfläche 16 der Durchmesserstufe und der zugewandten Mutternstirnfläche fest eingespannt.ter 19 as an axially acting clamping device. The clamping nut is screwed onto the external thread 20 of the casing sleeve. In this way, the machine frame is firmly clamped between the end face 16 of the diameter step and the facing nut end face.
In Fig 2 besteht diese Befestigungseinrichtung aus einem Aussengewinde 20 auf der Mantelhülse, welches mit einem Innengewinde 21 des Maschinengestells im Eingriff ist. Grundsätzlich kann bei dieser Befestigungsart der Mantelhülse am Maschinengestell Sicherungskitt genügen, hier ist jedoch die Mutter 19 als axial wirkende Spanneinrichtung mit dem Aussengewinde 20 der Mantelhülse im Eingriff und gegen das Maschinengestell verspannt.In Fig. 2, this fastening device consists of an external thread 20 on the casing sleeve, which engages with an internal thread 21 of the machine frame. In principle, with this type of fastening of the casing sleeve to the machine frame, locking putty can be sufficient, but here the nut 19 is an axially acting clamping device in engagement with the external thread 20 of the casing sleeve and is clamped against the machine frame.
Fig 3 zeigt eine Befestigungseinrichtung, bei welcher der Durchmesser
D des Aufnahmelochs 9 etwas größer ist als der Aussendurchmesser
der Mantelhülse. Dieser wird mit d bezeichnet.
Hierdurch wird einfaches Durchstecken der Mantelhülse durch das Maschinengestell ermöglicht. Die Mantelhülse trägt ein Aussengewinde
20 und nimmt beidseits des Maschinengestells je eine Spannmutter 19 auf. Beide Muttern wirken als ein sich gegenseitig
hemmendes Mutternpaar und sind in axialer Richtung gegeneinander
verspannt.Fig. 3 shows a fastening device in which the diameter D of the receiving hole 9 is slightly larger than the outer diameter of the jacket sleeve. This is designated by d.
This makes it easy to push the sleeve through the machine frame. The sleeve has an external thread 20 and accommodates a clamping nut 19 on each side of the machine frame. Both nuts act as a mutually locking nut pair and are clamped against each other in the axial direction.
Weiterhin zeigen die Fig 1 und 2 eine zusätzliche Besonderheit:
Zwischen der Fadenumlenkeinrichtung h und dem Biegezapfen 6 bildet
der Kraftsensor eine Verdickung 22, welche im unbelasteten Zustand einen Luftspalt mit der Maximalweite H zur Mantelhülse bildet.
Diese Luftspaltweite nimmt im Betrieb der Zugkraftmeßeinrichtung
ab, bleibt aber bei Zugkräften in üblicher Höhe als Luftspalt erhalten, überschreiten die Zugkräfte jedoch einen Maximalwert, so
dient die Verdickung als Begrenztingsanschlag 23. Dies ist der Fall, wenn der Zapfen infolge der radial zur Zapfenachse weisenden
Resultierenden der Fadenzugkraft zu weit verbogen wird. Dies wäre
z.B. bei unzulässig hoher Fadenspannung der Fall.Furthermore, Fig. 1 and 2 show an additional special feature:
Between the thread deflection device h and the bending pin 6, the force sensor forms a thickening 22, which in the unloaded state forms an air gap with the maximum width H to the jacket sleeve.
This air gap width decreases when the tension measuring device is in operation, but remains as an air gap when the tension is at a normal level. However, if the tension exceeds a maximum value, the thickening serves as a limit stop 23. This is the case when the pin is bent too far due to the resultant of the thread tension pointing radially to the pin axis. This would be the case, for example, if the thread tension was too high.
Die Besonderheit besteht weiterhin darin, daß der mit dem Anschlag 23 zusammenwirkende Teil 24 aus einem Stück mit der Mantelhülse besteht. Durch die Abmessung des Innendurchmessers der MantelhülseThe special feature is that the part 24 that interacts with the stop 23 is made of one piece with the casing sleeve. Due to the dimension of the inner diameter of the casing sleeve
im Verhältnis zum Aussendurchinesser der Verdickung wird die Weite des Luftspalts bestimmt.The width of the air gap is determined in relation to the outer diameter of the thickening.
Für das Ausführungsbeispiel gem Fig 4 gilt die Beschreibung der Fig 1-3 sinngemäß. Anstelle des Biegezapfens 6 wird nun die auf Torsion beanspruchte Torsionsfeder 61 der radial wirkenden, in diesem Fall senkrecht aus der Papierebene herausschauenden Fadenzugkraf tresultierenden ausgestezt. Die Torsionsfeder ist mittels des Wellensicherungsringes 25 in der Mantelhülse 26 axial gesichert. Aus Symmetriegründen ist die Torsionsfeder in diesem Fall mit ihren beiden Enden jeweils einseitig verdrehfest in der Mantelhülse gelagert. Zwischen dieser einseitig starren Lagerung und der Welle 27 sitzt die Torsionsfeder 6', deren Verdrehung ein Maß für die Höhe der angreifenden Fadenzugkraftresultierenden ist. Die längs der Feder 6' liegende Drehachse der Torsionsfeder fällt mit der Drehachse der WeLIe 27 zusammen. Die Welle ragt einerseits über das Mantelhülsenende 28 hinaus und trägt andererseits an ihrem gegenüberliegenden Ende eine Kondensatorplatte 29, welche um 90 Grad gedreht dargestellt ist. In Wirklichkeit sieht man also die Plattenfläche und nicht die Plattenkante. Beidseits der Kondensatorplatte 29 sind weitere Kondensatorplatten 29a mit Abstand zur ersteren angeordnet, zwischen denen eine elektrische Spannung anliegt. Die elektrische Kapazität des Kondensators verändert sich mit der jeweiligen Position der mittleren beweglichen Platte 29 in Abhängigkeit von der jeweiligen an der Umlenkrolle 4 eingeleiteten Radialkraftresultierenden, und ist somit ein Maß für die Höhe der Zugkraft.The description of Fig. 1-3 applies analogously to the embodiment according to Fig. 4. Instead of the bending pin 6, the torsion spring 6 ' subjected to torsion is now exposed to the radially acting thread tension force resulting in this case, which in this case projects perpendicularly out of the plane of the paper. The torsion spring is axially secured in the casing sleeve 26 by means of the shaft locking ring 25. For reasons of symmetry, the torsion spring in this case is mounted in the casing sleeve with both ends on one side so that they cannot twist. Between this one-sided rigid mounting and the shaft 27 sits the torsion spring 6', the twist of which is a measure of the level of the thread tension force resulting. The axis of rotation of the torsion spring lying along the spring 6' coincides with the axis of rotation of the shaft 27. On the one hand, the shaft projects beyond the casing sleeve end 28 and on the other hand, it has a capacitor plate 29 at its opposite end, which is shown rotated by 90 degrees. In reality, you can see the plate surface and not the plate edge. On both sides of the capacitor plate 29, further capacitor plates 29a are arranged at a distance from the first, between which an electrical voltage is applied. The electrical capacitance of the capacitor changes with the respective position of the middle movable plate 29 depending on the respective radial force resultant introduced at the deflection roller 4, and is thus a measure of the level of the tensile force.
Fig 5 zeigt in axialer Draufsicht die Mantelhülse 26 die bzgl ihrer Mittelachse 28 zwei zueinander parallele Schlüsselangriffsflächen 29 aufweist. Ein zugehöriger Schraubenschlüssel 30 sitzt auf den Schlüsselangriffsflächen und ermöglicht die derartige Einstellung der Zugkraftmeßeinrichtung, daß die Kraftachse F, die in der gezeigten Drehstellung nicht mit der Meßachse M zusammenfällt , bei Drehung um den mit Pfeil gezeigten Winkel mit dieser zusammenfällt.Fig. 5 shows an axial top view of the casing sleeve 26, which has two parallel wrench engagement surfaces 29 with respect to its central axis 28. An associated wrench 30 sits on the wrench engagement surfaces and enables the tension force measuring device to be adjusted in such a way that the force axis F, which in the rotational position shown does not coincide with the measuring axis M, coincides with it when rotated by the angle shown by the arrow.
Bezugszei ehe naufstel lunReference number
1 Zugkraftmeßeinrichtung1 Tensile force measuring device
2 Faden2 threads
3 Kraftsensor3 Force sensor
4 Fadenumlenkrolle4 Thread pulley
5 Maschinengestell5 Machine frame
6 Biegezapfen6 bending pins
7 Dehnungsmeßstreifen7 strain gauges
8 AbIej Iung8 AbIej Iung
9 Auf nahine loch9 On Nahine Hole
10 zylindrischer Körper 1 1 Innenraum10 cylindrical body 1 1 interior
12 Mantelhülse12 Sheath sleeve
13 Feststellschraube13 Locking screw
14 Klebeschicht14 Adhesive layer
15 Durchmesservergrößerung15 Diameter increase
16 Stirnfläche16 Front face
17 Aussenfläche des Maschinengestells17 Outer surface of the machine frame
18 freies Mantelhülsenende18 free jacket sleeve end
19 Mutter19 Mother
20 Aussengewinde20 external thread
21 Innengewinde21 internal thread
22 Verdickung22 Thickening
23 Anschlag23 stop
24 Innendurchmesser, Anschlagteil24 inner diameter, stop part
25 Wellensicherungsring25 Shaft retaining ring
26 Mantelhülse26 Sheath sleeve
27 Welle27 Wave
28 überragtes Mantelhülsenende, Mittelachse28 projecting jacket sleeve end, central axis
29 Schlüsselangri ffsflache 29,29a Kondensatorplatte29 Key grip surface 29,29a Capacitor plate
30 Schraubenschlüssel30 wrenches
Claims (13)
dadurch gekennzeichnet, daß with a force sensor (3) with a bending pin (6) which is rigidly connected to the machine frame (5) on one side and carries a thread deflection device (4) which is cantilevered on one side (28), and wherein the measurement variable associated with the respective thread tension force is the bending present at the bending pin (6),
characterized in that
die Mantelhülse (12;26) ein Außengewinde (20) trägt, welches das Durchsteckloch beidseits überragt, und daß zur Befestigung ein sich gegenseitig hemmendes Paar von Muttern (19,19) beidseits des Maschinengestells (5) verwendet wird.the receiving hole (9) is a through hole with a larger diameter than the outer diameter of the jacket sleeve, and that
the casing sleeve (12;26) has an external thread (20) which projects beyond the through hole on both sides, and that a mutually locking pair of nuts (19,19) on both sides of the machine frame (5) is used for fastening.
dadurch gekennzeichent, daß 5. Tensile force measuring device according to one of claims 1-4,
characterized by the fact that
dadurch gekennzeichnet, daß 7. Tensile force measuring device according to one of claims 1-6,
characterized in that
dadurch gekennzeichnet, daß 8. Tensile force measuring device according to claim 7,
characterized in that
der Kraftsensor (3) als ein Doppelbiegebalken ausgeführt ist.13. Tensile force measuring device according to one of claims 1 to 12, characterized in that
the force sensor (3) is designed as a double bending beam.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4010322 | 1990-03-30 | ||
| DE4108557 | 1991-03-15 | ||
| DE4110429A DE4110429C2 (en) | 1990-03-30 | 1991-03-29 | Traction measuring device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE9113098U1 true DE9113098U1 (en) | 1992-02-06 |
Family
ID=27201034
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE9113098U Expired - Lifetime DE9113098U1 (en) | 1990-03-30 | 1991-03-29 | Tensile force measuring device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE9113098U1 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19547573A1 (en) * | 1995-12-21 | 1997-06-26 | Tensometric Mestechnik Stroehm | Traction force measuring device for running thread in yarn or cable mfr. |
| DE10046844A1 (en) * | 2000-09-20 | 2002-04-18 | Sahm Georg Fa | Winding machine for particularly sensitive items to be wound |
| DE102010024620A1 (en) * | 2010-06-22 | 2011-12-22 | Texmag Gmbh Vertriebsgesellschaft | Device for measuring trajectory force within material web or material strand, has force transmission element provided with gap to secure force transmission element and sensor against overload |
| DE102011103584B3 (en) * | 2011-05-30 | 2012-05-03 | Tenso- Messtechnik Gmbh | Traction force measuring device i.e. load cell, for use in rotary stranding machine for measuring traction force of e.g. thread, has roller shaft supported in bearing to protect torque shaft from roll-axle-parallel deformation |
-
1991
- 1991-03-29 DE DE9113098U patent/DE9113098U1/en not_active Expired - Lifetime
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| DE102010024620B4 (en) | 2010-06-22 | 2022-03-10 | Texmag Gmbh Vertriebsgesellschaft | Device for measuring a tensile force within a web of material or a strand of material |
| DE102011103584B3 (en) * | 2011-05-30 | 2012-05-03 | Tenso- Messtechnik Gmbh | Traction force measuring device i.e. load cell, for use in rotary stranding machine for measuring traction force of e.g. thread, has roller shaft supported in bearing to protect torque shaft from roll-axle-parallel deformation |
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