Verfahren zur Messung einer Fadenspannung und Fadenspannmessvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Messung einer Fadenspannung und eine Fadenspannmessvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Es sind Fadenspannmessvorrichtungen bekannt, bei denen die Fadenspannung einer Schiffchenspule dadurch gemessen wird, dass der an einem fallenden Gewicht befestigte Faden während einer bestimmten Zeit ausgezogen wird. Die Fallhöhe dieses Gewichtes ist eine Funktion der Fadenspannung und kann daher als Mass für die Fadenspannung genommen werden.
Die Fallzeit bzw. Fallhöhe wird dadurch begrenzt, dass ein zweites, ungehindert fallendes Gewicht nach einer bestimmten Fallhöhe das erste Gewicht mittels eines Bremsmechanismus zum Stillstand bringt. Diese Ausführung hat den Nachteil, dass der Bremsmechanismus schutz- und ölempfindlich und zudem einer Abnützung unterworfen ist, was zu Messungenauigkeiten führt.
Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass für jeden Messvorgang der Faden von neuem am Fallgewicht befestigt werden muss. Da für jedes Schiffchen mehrere Messungen nötig sind, und da zudem z. B. eine Stickmaschine mehrere Hundert Schiffchen aufweist, deren Fadenspannung gemessen sein muss, kommt dem Zeitaufwand für die Messung der Fadenspannung ganz erhebliche Bedeutung zu.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens zur Messung der Fadenspannung und einer einfachen und zuverlässigen Fadenspannungsmessvorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die eine schnelle Messung erlaubt.
Das Verfahren nach dem Patent ist dadurch gekenw- zeichnet, dass ein gespannter Faden quer zu seiner Längsrichtung von einer Kraft belastet wird, und dass die Auslenkung des Fadens aus seiner gespannten Stellung als Mass für die Fadenspannung verwendet wird.
Die Fadenspannungsmessvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch Mittel zum nachziehbaren Festhalten des einen Fadenendes, durch Mittel zum Festhalten des anderen Fadenendes, und durch ein eine Kraft erzeugendes Organ, welche Kraft quer zur Längsrichtung des Fadens an diesem angreift.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes des Patentes dargestellt; es zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Fadenspannmessvorrichtung und
Fig. 2 eine schematische Darstellung der wirksamen Kräfte.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen Sockel, welcher mittels einer Bodenplatte 2 mit einem Stifteträger 3 verbunden ist. Der Sockel 1, die Bodenplatte 2 und der Stifteträger 3 sind aus einem Stück gegossen und können mittels zweier durch die Bodenplatte hindurchgehenden Schrauben 4, von denen in der Figur nur eine sichtbar ist, auf einer passenden Unterlage befestigt werden. Auf dem Sockel 1 ruht ein Stickereischiffchen 5, dessen Hinterende mittels dreier Stifte 6 gegen seitliches Verschieben geschützt ist und dessen Spitze in eine dreieckige Aussparung einer auf der Sockeloberseite befestigten Lasche 7 hineinragt. Diese Anordnung gewährleistet einerseits einen sicheren Halt des Schiffchens und anderseits kann dieses äusserst rasch ausgewechselt werden.
Ein aus dem Schiffchen 5 austretender Faden 8, dessen Spannung gemessen werden soll, läuft über eine leicht drehbare. in zwei Nasen 9 und 9a des Sockels 1 gelagerten Walze 10 zum Stifteträger 3, und ist dabei entlang der gestrichelten Linie 11 gespannt. Auf dem Stifteträger 3 verläuft der Faden 8 in einer Schikane zickzackförmig zwischen je einer Reihe von drei, auf den Stifteträger 3 befestigten und senkrecht nach oben gerichteten Stiften 12 und einer Reihe von drei in einem als Flachstab 13 ausgebildeten Hebel eingelassenen und senkrecht nach unten gerichteten Stiften 14. Wenn nun das freie Fadenende in Richtung des Pfeiles A gezogen wird, ist der Faden 11 gespannt.
Dabei ist zu beachten, dass ungeachtet der Grösse der in Richtung des Pfeiles A ausgeübten Zuges die Spannung im Fadenabschnitt 11 praktisch konstant ist, da die Umschlingung der Stifte 12 und 14 genügend Reibung erzeugt. Es ist also unmöglich, durch starken Zug den Faden aus dem Schiffchen auszuziehen. Im Gegenteil wurde festgestellt, dass, wenn am Fadenende ein zu starker Zug ausgeübt wird, der Faden in der Nähe des äussersten Stiftes 12 (der in der Fig. 1 links befindliche Stift einer Reihe) zerreisst.
Weiterhin trägt der Sockel 1 an seiner Hinterseite einen Pyramidenstumpf 15, an dessen freiem Ende der Flachstab 13 mittels einer Innensechskantschraube 16 horizontal drehbar befestigt ist. Das andere Ende des Stabes 13 trägt einen Kunststoffgriff 17. Eine an einem weiteren Pyramidenstumpf 18 des Sockels 1 mittels eines abgewinkelten Stiftes 19 befestigte Zugfeder 20 hält den Flachstab 13 in einer Ruhelage, in welcher dieser an der Vorderseite des Pyramidenstumpfes 18 anliegt. Wird nun der Handgriff 17 in Richtung des Pfeiles B betätigt, so dreht sich der Flachstab 13 um die Schraube 16, so dass das andere die drei Stifte 14 tragende Ende 21 sich in Richtung des Pfeiles C bewegt, bis es an einem Arretierstift 22 anschlägt.
Der Sockel 1 trägt einen integralen plattenförmigen Ansatz 23, der gleichzeitig eine Fortsetzung der Nase 9a ist. Dieser Ansatz 23 ist bei 24 wulstartig verdickt.
Dieser Wulst 24 ist mit einer Bohrung versehen, in welche eine mit einer Marke 25 versehene Markierstange 26 eingelassen ist. Diese Markierstange 26 ist in Axialrichtung verstellbar und kann mittels einer Stellschraube 27 in ihrer Lage fixiert werden. Am Ende des Ansatzes 23 ist mittels zweier Schrauben 28 ein Flachstab 29 senkrecht angeschraubt, welcher mit einer Skala versehen sein kann. In einem Abstand vom Flachstab 29 ist eine aufrechtstehende Schiene 30 von quadratischem Querschnitt in die Bodenplatte 2 eingelassen. Eine zylindrische Hülse 31 ist auf dieser Schiene 30 in ihrer Axialrichtung frei beweglich und trägt ein gabelförmiges Teil 32, in welchen der Flachstab 29 eingreift und so als Führung wirkt.
In der Nähe des einen Endes der Hülse 31 ist ein radial nach aussen gegen den gespannten Faden 11 gerichteter Stift 33 befestigt, während am anderen Ende der Hülse ein dünner sich axial nach oben erstreckender Zeigerstab 34 sitzt, dessen Spitze 35 so horizontal und parallel zur Achse der Marke 25 abgebogen ist, dass sie vor dem Flachstab 29 liegt. Das freie Ende der Schiene 30 ist gabelförmig ausgebildet und trägt ein krummstabähnliches um eine Achse 36 kippbares Auslöseglied 37, dessen gekrümmter Teil nach unten gerichtet ist. Eine nach unten angeschrägte Spitze 38 dieses gekrümmten Teils liegt in Ruhelage auf der Hinterseite der Schiene auf.
Durch ein Druck in Richtung des Pfeiles D auf den geraden und horizontalen Teil des Auslösegliedes 37 hebt sich seine Spitze 38 von der Schiene ab, so dass die sich in der strichpunktierten Lage befindliche Hülse 31 entlang der Schiene 30 infolge ihres Eigengewichtes nach unten fällt.
Auf dem Pyramidenstumpf 18 ist mittels einer Schraube 39 ein Halter befestigt, welcher aus einer horizontalen Lasche 40 und einer vertikalen Büchse 41 besteht. Das die Schraube 39 aufnehmende Loch der Lasche ist als Langloch 42 ausgebildet, so dass der Halter in einer Horizontalebene nach Lösen der Schraube 39 verstellt werden kann. In der Büchse 41 ist ein Bolzen 43 gleitbar angeordnet, welcher an einem Ende einen Drehknopf 44 und am anderen Ende einen nicht gezeigten Seegerring aufweist.
Eine zwischen der Büchse 41 und dem Knopf 44 befindliche Schraubenfeder 45 hält den Drehknopf in seiner Ruhelage. Am anderen Ende des Bolzens 43 ist exzentrisch ein axial verlaufender Dorn 46 eingesetzt, welcher zur Verdrehung einer Regulierzunge 47 auf einer Blattfeder 48 des Schiffchens 5 dient, wodurch die Spannung des Fadens 8 verändert werden kann.
Das Funktionsprinzip der Vorrichtung ist aus Fig. 2 ersichtlich. Ein Gewicht G fällt senkrecht auf einen gespannten Faden. Da der Faden bei A festgehalten wird, wird aus dem Schiffchen 5 Faden ausgezogen, bis das fallende Gewicht abgebremst ist und zum Stillstand kommt. Das heisst, das fallende Gewicht kann zum Stillstand kommen, falls das Gewicht G kleiner ist als die halbe Fadenspannung. Die in Fadenrichtung wirkende Komponente F der vom fallenden Gewicht herrührenden Kraft G vermindert sich, je kleiner der vom Faden gebildete Winkel a wird.
Die Arbeitsweise der Fadenspannmessvorrichtung ist die folgende: In eine auf einer Unterlage festgeschraubten Messvorrichtung wird ein Schiffchen, dessen Fadenspannung gemessen werden muss, eingeführt. Die Hülse 31 wird am Stift 33 nach oben geschoben, bis sie durch Einschnappen im gekrümmten Teil des Auslösegliedes 37 festgehalten wird. Der Griff 17 wird in Richtung des Pfeiles B betätigt, bis das Stabende 21 am Arretierstift 22 anschlägt. Der Faden 8 wird nun zwischen die zwei Reihen von Stiften 12 und 14 eingelegt und mit der linken Hand leicht gespannt gehalten. Der Griff 17 wird langsam losgelassen, so dass die am Stabende 21 befestigten Stifte 14 sich zwischen die am Stifteträger 3 befestigten Stifte 12 einschieben, wobei sich ein Zickzackverlauf des Fadens ergibt.
Für die im Fadenabschnitt 11 herrschende Spannung spielt es praktisch keine Rolle, ob der Faden in Richtung des Pfeiles A mehr oder weniger fest angezogen wird, denn die Reibung zwischen dem Faden und den Stiften wird bei angezogenem Faden so gross, dass eher der Faden zerreisst, als dass die Spannung erhöht wird. Jedoch kann der Faden, wenn er lose ist, ohne weiteres durch die eine Schikane bildenden Stifte nachgezogen werden.
Unter Festhalten des Fadenendes wird nun das Auslöseglied 37 in Richtung des Pfeiles D mit der rechten Hand nach unten gedrückt, was zur Folge hat, dass die Hülse 31 durch ihr Eigengewicht nach unten fällt. Sobald der Stift 33 auf dem gespannten Faden auftrifft, wird Faden aus dem Schiffchen 5 ausgezogen, so dass sich der vom Faden umschlossene Winkel a verkleinert. Wegen der Reibung in der Schikane wird dort kein Faden nachgezogen. Sobald nun die verschiedenen Kräfte, d. h. das Gewicht G und die Fadenkräfte F in Gleichgewicht sind, kommt die Hülse 31 zur Ruhe und die Zeigerstabspitze 35 hält auf einer bestimmten Höhe des Markierstabes 29 an.
Die die Marke 25 tragende Markierstange 26 wird nun nach Lösen der Stellschraube so axial verschoben, dass sich die Marke 25 mit der Zeigerstabspitze 35 auf gleicher Höhe befindet, so dass für alle Schiffchen identische Messwerte erhalten werden können. Wenn der Markierstab 29 mit einer die Fadenspannungen angebenden Skala versehen ist, kann die Fadenspannung des Schiffchens direkt abgelesen werden.
Stimmt nun die gemessene Spannung eines Schiffchens nicht mit dem erforderlichen Wert überein, so muss die Fadenspannung des betreffenden Schiffchens reguliert werden. Zu diesem Zweck wird der Knopf 44 in der Richtung des Pfeiles F entgegengesetzt der Wirkung der Feder 45 betätigt, bis der Dorn 46 auf der Blattfeder 48 aufsitzt. Durch Drehen des Knopfes 44 in Richtung des Pfeiles E wird die Regulierzunge 47 gleichsinnig verdreht, wodurch die Fadenspannung vergrössert wird; durch Drehen in umgekehrter Rich- tung wird die Fadenspannung verkleinert.
Nach dem Nachregulieren der Fadenspannung wird die Hülse 31 wieder in ihre strichpunktiert gezeichnete Hochlage gebracht, der Faden wird weiter gespannt und eine neue Messung vorgenommen. Falls diese noch nicht den gewünschten Wert ergibt, wird die Fadenspannung nochmals nachreguliert. Diese Arbeitsgänge werden so lange wiederholt, bis die erforderliche Fadenspannung erhalten wird. Die Er fahrung hat aber gezeigt, dass praktisch eine einmalige Nachregulierung genügt.
Natürlich könnte die von den Stiften 12 und 14 gebildete Schikane auch anders ausgebildet werden; z. B. wäre die Festklemmung des Fadens zwischen zwei keilförmigen Klötzen usw. denkbar. Jedoch hat sich die vorliegende Konstruktion als überlegen erwiesen, da nach einer Messung der lockere Faden nur nachgezogen werden kann, so dass sofort die Messung wiederholt werden kann, da ja in der Praxis für jedes Schiffchen drei oder vier Messungen durchgeführt werden müssen. Wenn aber der Faden festgeklemmt ist, müsste nach jeder Messung der Hebel 13 betätigt werden, um den Faden nachziehen zu können.
Natürlich ist es auch möglich, die durch die Hülse 31 gebildete Kraft anderswie zu erzeugen, z. B. elektrisch.