DE1141212B - Vorrichtung zum selbsttaetigen Vergleichmaessigen von Faserbaendern beim Verstrecken - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum selbsttätigen Vergleichmäßigen von Faserbändern beim Verstrecken in Abhängigkeit von der Verzugskraft im Faserverband zwischen den Streckwalzen, die als Meßgröße für die zwischen den Streckwalzen befindliche Fasermasse dient, wobei ein an dem Faserverband anliegendes und den Faserverband geringfügig aus der Geraden zwischen den Klemmlinien zweier aufeinanderfolgender Walzenpaare ablenkendes Tastglied aus seiner Normallage ausgelenkt und diese Verlagerung des Tastgliedes mittels einer selbsttätigen Geschwindigkeitsänderungsvorrichtung den Gesamtverzug des Streckwerkes entsprechend der Größe der Auslenkung ändert.

In einer bekanntgewordenen Anwendung dieses Verfahrens wird mit einem am Vorgarn unter gewisser Spannung anliegenden in Lagern nachgiebig federnd geführten Tastglied die in diesem Vorgarn auftretende Zugspannung gemessen, die in diesem Vorgarn auftritt, wenn es im Vorverzugsfeld des Streckwerkes einer Spinnmaschine verzogen wird.

Die Zugspannung wird hier als ein Maß betrachtet für die Härte der Vorgarndrehung und damit für die Höhe des zu ihrer Auflösung nötigen Vorverzuges. Sie wird demgemäß dazu verwendet, den Vorverzug des Streckwerkes so zu verändern, daß die Drehung des Vorgarnes im Vorverzugsfeld durch diesen variablen Verzug sicher aufgelöst wird, wobei jedoch der Gesamtverzug zwischen dem Eingangs- und Ausgangswalzenpaar des Streckwerkes unverändert bleibt.

Bei einer anderen bekanntgewordenen Vorrichtung lagert ein Streckwalzenpaar so federnd schwenkbar, daß es unter der Wirkung der Verzugskraft, die in dem zwischen diesem und dem ihm vor- oder nachgeordneten Streckwalzenpaar verzogenen Faserband auftritt, um einen dieser Verzugskraft proportionalen Betrag ausgelenkt wird. Im Gegensatz zu dem erstgenannten Verfahren wird hier die Verzugskraft als ein Maß für die Fasermenge betrachtet, die sich zwischen dem schwenkbaren Streckwalzenpaar und dem ihm vor- oder nachgeordneten Walzenpaar befindet. Daher wird die Verzugskraft hier dazu benutzt, den Gesamtverzug eines Streckwerkes derart zu verändern, daß die über die Verzugskraft gemessenen Schwankungen der Fasermasse im Querschnitt des Faserverbandes ausgeregelt werden. Bei einer Anwendung dieses Verfahrens zur selbsttätigen Vergleichmäßigung von Faserbändern zeigt es sich jedoch, daß die Massenträgheit des schwenkbaren Streckwalzenpaares mit seiner gesamten Lagerung zu groß ist, als daß es den kurzzeitigen Schwankungen der Verzugskraft bzw. den kurzzeitigen Veränderungen Vorrichtung

zum selbsttätigen Vergleichmäßigen
von Faserbändern beim Verstrecken

Anmelder:

Dr.-Ing. Walther Wegener,

Aachen, II. Rote-Haag-Weg 7 a,

und Dr.-Ing. Heinz Bechlenberg,

Aachen, Bismarckstr. 170

Dr.-Ing. Walther Wegener

und Dr.-Ing. Heinz Bechlenberg, Aachen,

sind als Erfinder genannt worden

der Fasermasse folgen könnte. Da die Eigenschwingungszahl des von dem Walzenpaar und seiner Lagerung gebildeten Systems zusammen mit der an modernen Strecken sehr hohen Durchlaufgeschwindigkeit des Fasergutes die Länge der geringsten durch einen Regeleingriff zu beeinflussenden Faserbandungleichmäßigkeit weitgehend mit bestimmen, ist dieses Verfahren für die praktische Anwendung etwa an einer Strecke nur bedingt geeignet.

Als weiterer Nachteil dieser Vorrichtung ist es anzusehen, daß auf das schwenkbare Streckwalzenpaar von beiden Seiten Kräfte einwirken. Da die Kräfte, die von außerhalb des zur Messung vorgesehenen Streckfeldes auf das Meßwalzenpaar einwirken, nur dann vernachlässigbar sind, wenn es sich dabei nicht um Verzugsfelder handelt, ist man in der Anordnung dieses Meßwalzenpaares nicht frei.

Auch eine Anordnung, bei der durch die Verzugskraft eine besondere, schwenkbar gelagerte Druckwalze etwa quer zur Laufrichtung des Faserverbandes geringfügig ausgehoben wird, dürfte selbst bei ihrer Ausführung im Leichtbau bereits eine nicht vernachlässigbare Massenträgheit besitzen.

Infolge des bereits ausgeführten gänzlich anders gearteten Verwendungszweckes jener Vorrichtung zur Messung der Zugspannung, wie sie in dem ersteren als bekannt vorgestellten Verfahren verwendet ist, weist diese Merkmale auf, die ihre Anwendung zur Lösung der hier gestellten Aufgabe unmöglich macht. Die Reibungskräfte, die bei dieser Vorrichtung auftreten,

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sind wohl nur bei einer Messung der recht beträchtlichen Zugkraftunterschiede vernachlässigbar, wie sie beispielsweise beim Verziehen eines gedrehten Vorgames im Vorverzugsfeld auftreten. Die Massenträgheit des dort verwendeten Tastgliedes und seiner Führung sind zwar geringer als bei dem vorgenannten schwenkbaren Streckwalzenpaar, dafür sind aber die zur Betätigung der vorgesehenen Schalter nötigen Wege des Tastgliedes wesentlich großer, was sich in der praktischen Ausführung ebenfalls verzögernd und damit nachteilig auf die Genauigkeit des Regelvorganges auswirken würde. Die andererseits durch diese relativ großen Wege des Tastgliedes bedingte starke Auslenkung des Vorgarnes aus der Geraden wirkt sich nur dann nicht nachteilig aus, wenn es sich um ein nur zur Auflösung des Vorgarndrahtes dienendes Vorverzugsfeld ohne eigentlichen Verfeinerungsverzug handelt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur stetigen und genauen Messung der Verzugskraft in einem Streckfeld zu finden, die geringste Massenträgheit und damit höchste Eigenschwingungszahl mit praktischer Reibungslosigkeit und höchster Empfindlichkeit bei geringsten Auslenkungen verbindet und darüber hinaus den abzutastenden Faserverband so wenig von seinem geraden Lauf ablenkt, daß sie ohne Störung des Verzugsvorganges in dem Streckfeld eines Streckwerkes mit tatsächlichem Verfeinerungsverzug eingebaut werden kann.

Sie soll weiterhin dazu geeignet sein, auch einen als breites Vlies durch das Streckfeld laufenden Faserverband ohne Störung abzutasten und gegebenenfalls auftretende ungleiche Verteilung der Verzugskräfte bzw. der Fasermassen über die Breite des Vlieses selbsttätig zu mitteln.

Die Erfindung besteht darin, daß das den vliesförmigen Faserverband in seiner ganzen Breite abtastende Tastglied aus einem im Querschnitt runden befestigte, als Anker dienende Zunge greift und bei der Auslenkung des Tastgliedes die Induktivität der Spulen verändert.

Gleichermaßen können zum Messen der der Verzugskraft bzw. der Fasermasse proportionalen Auslenkung des Tastgliedes zwei ortsfest angeordnete Kondensatorplatten dienen, wobei eine mit dem Fühlstab des Tastgliedes verbundene, zwischen den Platten befindliche Kondensatorplatte vorgesehen ist, die bei der Auslenkung des Tastgliedes die Kapazität des aus den Kondensatorplatten gebildeten Meßwertwandlers ändert.

Ein besonderer Vorteil der zur Umwandlung der Verzugskräfte in verhältnisgleiche elektrische Meßwerte benutzten tastlosen und praktisch weglos arbeitenden Meßwertwandlers besteht darin, daß diese keine rückwirkende Kraft auf die geringfügige Auslenkung des Tastgliedes und damit keinen nachteiligen Einfluß auf die Genauigkeit der Messung ausüben. Ferner gewährleistet ihre praktische Anwendung eine hohe Betriebssicherheit, da sie weder einer Wartung bedürfen noch einer Abnutzung unterliegen. Infolge ihrer gedrängten Bauweise lassen sich die Meßwertwandler ohne weiteres in Streckwerke, selbst in solche mit kleinstem Zylinderabstand, unterbringen bzw. dem Tastglied unmittelbar zuordnen. Durch eine geeignete Schaltung der Meßwertwandler können ferner störende Einflüsse, wie beispielsweise Temperaturschwankungen der Raumluft u. dgl. auf einfache Weise kompensiert werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich durch die genaue proportionale Umwandlung der Verzugskräfte in entsprechende Strom- bzw. Spannungsänderungen.

Zum Abgleichen und Verstärken der von den ohmschen, induktiven und kapazitiven Meßwertwandlem sowie von den lichtelektrischen bzw. piezoelektrischen Meßwertwandlem abgegriffenen Meßimpulse können in an sich bekannter Weise Meßbrücken bzw. Meßverstärker Verwendung finden, die eine praktisch träg-

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oder profilierten stabförmigen Fühlstab besteht, der 40 heitslose Verstärkung der als kleiner Impuls anfallenan seinen Enden mittels zweier Blattfedern im wesent- den Meßgröße gewährleisten, liehen senkrecht zur Ebene des vliesförmigen Faser

verbandes geringfügig nachgiebig federnd gelagert ist.

Die außerordentlich gedrängte Bauweise des Tastgliedes ermöglicht es, dasselbe unmittelbar in ein Verzugsfeld eines Streckwerkes und weitgehend an die Klemmlinie des Eingangswalzenpaares eines Streckfeldes zu verlegen, so daß es außerhalb der eigentlichen Verzugsstelle zu liegen kommt und somit in keiner Weise störend auf den Verzugsvorgang einwirkt. Da die Verzugskraft durch die aus dem zugeführten Faserverband herausgezogene Fasermenge bestimmt wird, so ist die Meßgenauigkeit an dieser Stelle die gleiche wie bei einer Anordnung des Fühlstabes zum abziehenden Streckwalzenpaar hin.

Zum Messen der der Verzugskraft bzw. Fasermasse proportionalen geringfügigen Auslenkung des Fühlgliedes sind an eine Meß- und Verstärkerbrücke angeschlossene Dehnungsmeßstreifen eines Meßwertwandlers vorgesehen, die auf den beiden Blattfedern angeordnet sind und beim Auslenken des Fühlgliedes durch geringfügiges Biegen der Blattfedern ihren ohmschen Widerstand ändern.

Beim Messen der der Verzugskraft bzw. Fasermasse proportionalen Auslenkung des Tastgliedes können auch zwei ortsfest angeordnete Spulen eines induktiven Meßwertwandlers vorgesehen werden, zwischen dessen Spulenkerne eine am Fühlstab des Tastgliedes Die Meßeinrichtung zur fortlaufenden Ermittlung der in einem Streckfeld eines Streckwerkes auftretenden Verzugskräfte und zur Umwandlung der Verzugskräfte in verhältnisgleiche elektrische Meßimpulse wird allen praktischen Anforderungen gerecht, und zwar unter allen vorkommenden Bereichen der Faserbandungleichmäßigkeiten, insbesondere aber den anzustrebenden hohen Arbeitsgeschwindigkeiten.

Die Zeichnung zeigt die Erfindung schematisch in mehreren Ausführungsbeispielen, und zwar stellt im einzelnen dar die

Fig. 1 eine Meßeinrichtung mit einer über die gesamte Breite des Faserverbandes wirkenden, zwischen zwei Streckwalzenpaaren befindlichen Abtastvorrichtung mit Dehnungsmeßstreifen in der Aufsicht,

Fig. 2 eine Anordnung der zur Messung der Verzugskraft benutzten Dehnungsmeßstreifen in Kompensationsschaltung,

Fig. 3 eine Seitenansicht der Abtastvorrichtung mit induktiver Messung der Verzugskraft,

Fig. 4 eine Seitenansicht der Abtastvorrichtung mit kapazitiver Messung der Verzugskraft.

Nach der in der Fig. 1 schematisch gezeigten An-Ordnung verursacht der zwischen den Streckwalzenpaaren 1 und 2 zu verstreckende Faserverband 3 infolge der innerhalb des Streckfeldes hervorgerufenen Verzugskraft eine geringfügige, senkrecht zur Ebene

des Faserverbandes gerichtete Auslenkung des mit dem Faserverband in Berührung stehenden Fühlstabes 4. Der Fühlstab ist außerhalb des wirksamen Streckwalzenumfanges auf zwei Blattfedern 5 befestigt, deren andere Enden ortsfest eingespannt sind. Diese Anordnung vermeidet jegliche Reibung bei der geringfügigen Bewegung des Tastgliedes 4, 5 und ermöglicht gleichzeitig eine hohe Eigenfrequenz desselben.

Die der jeweiligen Verzugskraft bzw. Fasermasse verhältnisgleiche Durchbiegung der Blattfedern 5 verursacht in den auf ihnen angebrachten Dehnungsmeßstreifen 6 eine entsprechende Widerstandsänderung, wodurch die an die Widerstandsgeber gelegte elektrische Spannung bzw. der die Widerstandsgeber durchfließende Strom im gleichen Verhältnis geändert wird. In der angeschlossenen Abgleich- und Meßverstärkerbrücke 7 des Meßwertwandlers 6,7 werden die noch kleinen Impulse verstärkt und über hier weiter nicht dargestellte Regelkreisglieder zur Veränderung der Umlaufgeschwindigkeit eines Streckwalzenpaares und damit des Gesamtverzuges benutzt.

Anstatt der in der Fig. 1 eingezeichneten zwei Dehnungsmeßstreifen 6 können zweckmäßig auch vier Widerstandsgeber vorgesehen werden. Dabei ist auf jeder der beiden Blattfedern 5 oben und unten ein Meßstreifen angebracht, wodurch eine doppelt hohe Meßempfindlichkeit und eine Ausschaltung von störenden Einflüssen, wie z. B. Temperaturschwankungen, erreicht werden. Eine nach diesem Prinzip aufgebaute Kompensationsschaltung ist in der Fig. 2 schematisch dargestellt.

Nach der in der Fig. 3 im Schema gezeigten Anordnung verursacht der zwischen den Streckwalzenpaaren 1 und 2 zu verstreckende Faserverband 3 infolge der auftretenden Verzugskraft über das geringfügig auslenkbare Tastglied 4, 5 und über die am Fühlstab 4 befestigte, als Anker ausgebildete Zunge 8 eine Veränderung der Induktionsspannung in den aus Gründen der linearen Meßwertübertragung vorgesehenen zwei Spulen 9. Die Anschlüsse 10 der beiden Induktionsspulen 9 des Meßwertwandlers 8, 9 sind wiederum mit einer in der Fig. 3 nicht weiter angeführten Abgleich- und Meßwertverstärkerbrücke verbunden, deren verstärkte Ausgangsspannung über entsprechende Regelglieder eine Veränderung des Gesamtverzuges bewirkt.

Bei der in der Fig. 4 gezeigten Anordnung verursacht die Verzugskraft über ein am Fühlstab 4 angebrachtes Verbindungsglied eine Lageveränderung der zwischen zwei ortsfesten Kondensatorplatten 11 angeordneten Kondensatorplatte 12. Die in dem Meßwertwandler 11, 12 hervorgerufene Kapazitätsänderung wird über die Verbindungsleitung 10 bzw. über die bereits erwähnten Abgleich-, Verstärker- und Regelglieder zur Verzugsänderung des zwischen den Streckwalzenpaaren 1 und 2 befindlichen Faserverbandes 3 benutzt.

Die in den Fig. 3 und 4 dargestellten tastlosen bzw. berührungsfreien Meßwertwandler 8, 9 und 11, 12 können auch so abgewandelt werden, daß deren Zunge 8 bzw. Platte 12 zweckmäßig mit dem Fühlstab 4 oder mit den Blattfedern 5 unmittelbar verbunden ist.

Für die Umwandlung der Verzugskräfte in verhältnisgleiche elektrische Meßwertänderungen können noch andere Mittel als die bereits angegebenen benutzt werden.

So kann man beispielsweise zum Messen der der Verzugskraft bzw. Fasermasse proportionalen Auslenkung des Tastgliedes einen fotoelektrischen Meßwertwandler vorsehen. Hierbei werden die geringfügigen Auslenkungen des von den Blattfedern getragenen Fühlstabes über eine als Blende wirkende Vorrichtung auf eine fotoelektrische Zelle übertragen, deren auf sie gerichtete Lichtintensität im Verhältnis zu den Materialschwankungen geändert wird.

Auch kann man zum Messen der das Tastglied auslenkenden bzw. auf das Tastglied einwirkenden Verzugskraft einen piezoelektrischen Meßwertwandler vorsehen. Der vorzugsweise unterhalb des Fühlstabes bzw. unterhalb der Blattfedern anzuordnende und mit demselben unmittelbar in Berührung stehende Meßwertwandler setzt gemäß dem piezoelektrischen Effekt den auf den Fühlstab bzw. auf die Blattfedern ausgeübten, von der Verzugskraft bewirkten Druck in entsprechende elektrische Meßwerte um.

Für die praktische Anwendung der Meßeinrichtung ist es vorteilhaft, wenn der Abstand des Tastgliedes von der Klemmlinie des Eingangswalzenpaares bzw. des darauffolgenden Walzenpaares und das Maß der Ablenkung des Faserverbandes durch das Tastglied sowie die durch die Verzugskraft bewirkte Auslenkbewegung des Tastgliedes einstellbar sind.

Durch die Verstellmöglichkeit des Tastgliedes senkrecht zur Ebene des Faserverbandes läßt sich eine minimale, zur Erfassung der maximal auftretenden Verzugskräfte eben noch erforderliche Auslenkung des Faserverbandes erzielen. Zum anderen kann man durch eine entsprechende Einstellung die Bewegung des Tastgliedes bei einer Entlastung infolge Unterbrechung des Verzugsvorganges begrenzen, wodurch ein starkes, gegebenenfalls außerhalb des normalen Meßbereiches liegendes Abfallen der Meßspannung vermieden wird.

Claims (8)

PATENTANSPRÜCHE:

1. Vorrichtung zum selbsttätigen Vergleichmäßigen von Faserbändern beim Verstrecken in Abhängigkeit von der Verzugskraft im Faserverband zwischen den Streckwalzen, die als Meßgröße für die zwischen den Streckwalzen befindliche Fasermasse dient, wobei ein an dem Faserverband anliegendes und den Faserverband geringfügig aus der Geraden zwischen den Klemmlinien zweier aufeinanderfolgender Walzenpaare ablenkendes Tastglied aus seiner Normallage ausgelenkt und diese Verlagerung des Tastgliedes mittels einer selbsttätigen Geschwindigkeitsänderungsvorrichtung den Gesamtverzug des Streckwerkes entsprechend der Größe der Auslenkung ändert, dadurch gekennzeichnet, daß das den vliesförmigen Faserverband in seiner ganzen Breite abtastende Tastglied (4, 5) aus einem im Querschnitt runden oder profilierten stabförmigen Fühlstab (4) besteht, der an seinen Enden mittels zweier Blattfedern (S) im wesentlichen senkrecht zur Ebene des vliesförmigen Faserverbandes (3) geringfügig nachgiebig federnd gelagert ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen der der Verzugskraft bzw. Fasermasse proportionalen geringfügigen Auslenkung des Fühlgliedes (4, 5) an eine Meß- und Verstärkerbrücke (7) angeschlossene

Dehnungsmeßstreifen (6) eines Meßwertwandlers (6, 7) vorgesehen sind, die auf den beiden Blattfedern (S) angeordnet sind und beim Auslenken des Fühlgliedes (4, 5) durch geringfügiges Biegen der Blattfedern (5) ihren ohmschen Widerstand ändern.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen der der Verzugskraft bzw. Fasennasse proportionalen Auslenkung des Tastgliedes (4, 5) zwei ortsfest angeordnete Spulen (9) eines induktiven Meßwertwandlers (8, 9) vorgesehen sind, zwischen dessen Spulenkerne eine am Fühlstab (4) des Tastgliedes (4, 5) befestigte, als Anker dienende Zunge (8) greift und bei Auslenkung des Tastgliedes (4, 5) die Induktivität der Spulen (9) verändert.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen der der Verzugskraft bzw. Fasermasse proportionalen Auslenkung des Tastgliedes (4, 5) zwei ortsfest angeordnete Kondensatorplatten (11) dienen und eine mit dem Fühlstab (4) des Tastgliedes (4, 5) verbundene, zwischen den Platten (11) befindliche Kondensatorplatte (12) vorgesehen ist, die bei Auslenkung des Tastgliedes (4, 5) die Kapazität des aus den Kondensatorplatten (11 und 12) gebildeten Meßwertwandlers (11, 12) ändert.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen der der Verzugskraft bzw. Fasermasse proportionalen Auslenkung des Tastgliedes (4, S) ein fotoelektrischer Meßwertwandler vorgesehen ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Messen der das Tastglied (4, 5) auslenkenden bzw. auf das Tastglied einwirkenden Verzugskraft ein piezoelektrischer Meßwertwandler vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zum Abgleichen und Verstärken der von den ohmschen, induktiven und kapazitiven Meßwertwandlern (6, 7; 8, 9; 11, 12) sowie von den lichtelektrischen bzw. piezoelektrischen Meßwertwandlern abgegriffenen Meßimpulse in an sich bekannter Weise Meßbrücken bzw. Meßverstärker vorgesehen sind.

8. Vorrichtung nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand des Tastgliedes (4, 5) von der Klemmünie des Streckwalzenpaares (1) bzw. des Streckwalzenpaares (2) und das Maß der Ablenkung des Faserverbandes (3) durch das Tastglied (4, 5) sowie die durch die Verzugskraft bewirkte Auslenkbewegung des Tastgliedes (4, 5) einstellbar sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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