CH674572A5 - - Google Patents

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bestimmung der mittleren Feinheit von losen Fasern, insbesondere von Tex-tilfasern gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 1. Die Erfin-s dung betrifft auch eine Vorrichtung für die Durchführung des genannten Verfahrens gemäss dem Oberbegriff von Anspruch 4. Das an sich bekannte und bewährte Messverfahren geht von der Erkenntnis aus, dass sich der Luftwiderstand einer Faserprobe in der Messkammer in etwa proporlo tional verhält zur Feinheit der einzelnen Fasern, d. h. zum Verhältnis Volumen zur Oberfläche der Fasern. Ersichtlicherweise muss für diese Berechnung das Volumen des Faserpfropfens bekannt sein.

Bei den bekannten Vorrichtungen wird eine Messkammer 15 mit einem unveränderbaren, bekannten Volumen mit einer vorgegebenen Masse der zu messenden Fasern gefüllt. Die Kammer ist beidseitig mit je einem perforierten Deckel verschlossen, von denen sich einer zum Einbringen der Fasern öffnen lässt.

20 Durch den sich in der Messkammer bildenden Faserpfropfen wird Luft geblasen oder gesaugt. Der Druckabfall bei gegebenem Luftstrom oder der Luftstrom bei gegebenem Druckabfall ist dann ein Mass für die Faserfreiheit.

Ein wesentlicher Nachteil beim bekannten Verfahren 25 besteht darin, dass die Faserprobe vor der Messung genau gewogen werden muss. Nur so ist gewährleistet, dass tatsächlich das gesamte Volumen der Messkammer mit Fasern gefüllt ist. Eine unvollständige Füllung, d. h. ein Faserpfropfen, welcher Hohlräume aufweist, würde zu einer Verfäl-30 schung des Messergebnisses führen. Der Wägevorgang ist jedoch zeitraubend und stellt ausserdem eine wesentliche potentielle Fehlerquelle dar.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, das einfacher und 35 schneller durchgeführt werden kann und bei dem alle Fehlerquellen nach Möglichkeiten ausgeschaltet werden. Ausserdem soll das Verfahren nach Möglichkeit eine weitgehende Automatisierung eines Messvorgangs erlauben. Die dazugehörige Vorrichtung soll einen einfachen und kom-40 pakten Aufbau haben und leicht zu bedienen sein. Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 bzw. mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen von Anspruch 4 gelöst.

Das erfindungsgemässe Verfahren hat den Vorteil, dass die 45 Masse der Faserprobe in einem weiten Bereich schwanken darf, ohne dass dadurch das Messergebnis verfälscht wird. Die Wägung der Faserprobe vor der Messung kann damit völlig entfallen, was eine erhebliche Zeitersparnis zur Folge hat. Dies fällt besonders bei Massenmessungen stark ins so Gewicht. Mit der Wägung der Faserprobe entfällt auch eine wesentliche, potentielle Fehlerquelle bei der Bestimmung der Faserfeinheit. Jede individuelle Faserprobe wird mit konstanter Kraft derart verdichtet, dass in der Messkammer ein kompakter Faserpfropfen gebildet wird. Nach dem 55 Abschluss des Verdichtungsvorgangs wird das Volumen dieses Faserpfropfens gemessen.

Diese Messung kann besonders einfach durchgeführt werden, wenn die Verdichtung der Faserprobe durch Einschieben eines Kolbens in eine Zylinderkammer erfolgt. Der 60 Faserpfropfen wird auf diese Weise gleichmässig verdichtet und das Volumen der Messkammer lässt sich durch verschiedene optische, elektromechanische oder elektronische Mittel feststellen. Ausserdem erleichtert der verschiebbare Kolben das Füllen und Entleeren der Messkammer. Der Kolben 65 kann zum Einlegen der Faserprobe in eine extreme, hintere Endstellung gefahren werden, so dass die Fasern mühelos und ohne anstrengendes Stopfen in die verlängerte Messkammer eingelegt werden können.

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Das Leeren der Kammer erfolgt besonders einfach dadurch, dass die Faserprobe nach dem Messvorgang mit dem Kolben aus der Zylinderkammer ausgestossen wird. Auch dies erspart die mühsame manuelle Entnahme und Reinigung der Kammer von zurückbleibenden Fasern.

Auf besonders einfache Weise kann die Vorrichtung betätigt werden, wenn der Kolben drehfest in der Messkammer gelagert ist und wenn er über eine Gewindespindel mit einem Elektromotor antreibbar ist. Mit Hilfe eines geeigneten Elektromotors lässt sich besonders einfach eine konstante Kraft auf den Kolben übertragen. Ausserdem lassen sich Steuervorgänge wie z. B. Zurückfahren zum Füllen, Anpressen und anschliessendes Ausstossen elektromotorisch besonders einfach durchführen. Wenn die Gewindespindel über ein Schneckenradgetriebe aktivierbar ist, ist der Kolben in der Endstellung selbsthemmend blockiert und kann nicht durch den Gegendruck des Faserpfropfens verschoben werden. Ausserdem lässt sich so der Elektromotor seitlich anordnen, was weitere konstruktive Vorteile ergibt.

Ein besonders zweckmässiger Aufbau des Getriebes ergibt sich, wenn die Gewindespindel als Kolbenstange fest mit dem Kolben verbunden ist und in eine Mutter eingreift, die auf ihrer Aussenseite als mit der Schnecke kämmendes Schneckenrad ausgebildet ist. Selbstverständlich wäre es aber auch denkbar, den Kolben selbst auf seiner Rückseite als Mutter auszubilden und die Gewindespindel fest mit dem Schneckenrad zu verbinden.

Als Alternative zum Elektromotor wäre es auch denkbar, dass der Kolben mit einem Druckmittelzylinder hydraulisch oder pneumatisch antreibbar ist, der mit einem konstanten Druck beaufschlagbar ist.

Die Vorrichtung ist besonders vorteilhaft mit einer Messvorrichtung zum automatischen Ermitteln der einem bestimmten Kammervolumen proportionalen Endstellung des Kolbens versehen. Im einfachsten Fall könnte diese Endstellung beispielsweise auch durch eine Skala am Kolben, an der Kolbenstange oder am Zylinder ermittelt werden. Das Ablesen der Skala stellt jedoch wiederum eine Fehlerquelle dar. Dagegen kann die Messvorrichtung ihr Ergebnis unmittelbar in einen Rechner einspeisen, der das Ergebnis zusammen mit den übrigen Messdaten direkt auswertet.

Besonders zweckmässig erfolgt die Volumenmessung der Messkammer, wenn die Messvorrichtung einen an einem Getriebeteil angeordneten Impulsgeber aufweist wie z. B.

eine mit der Antriebswelle des Elektromotors drehende Sektorscheibe, welche zum Zählen der zurückgelegten Umdrehungen in eine Lichtschranke eingreift. Die Lichtschranke registriert jede Drehung oder Teildrehung der Sektorscheibe und damit den zurückgelegten Kolbenhub. Daraus lässt sich das jeweilige Volumen der Messkammer unmittelbar ableiten. Selbstverständlich wären aber auch andere Messvorrichtungen denkbar, wie z. B. Potentiometer, inkremen-tale Längenmesssysteme, usw.

Das Öffnen des Deckels und das Ausstossen des Faserpfropfens kann weiter dadurch vereinfacht werden, dass der Deckel eine Verriegelung mit einem Sperriegel aufweist, der elektromagnetisch betätigbar ist und dass der Deckel mittels Federspannung in eine Öffnungsposition vorgespannt ist. Der Kammerdeckel kann dadurch nach dem Messvorgang automatisch geöffnet werden, indem der Kolben leicht zurückgefahren wird, so dass der Kammerdeckel vom Druck des Faserpfropfens entlastet wird. Gleichzeitig wird die Verriegelung durch Betätigen des Elektromagneten geöffnet und der vorgespannte Deckel schnappt automatisch in die Öffnungsposition. Anschliessend wird der Kolben wieder hochgeschoben, wobei der Faserpfropfen ausgestossen wird.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und wird nachstehend genauer beschrieben.

Es zeigen:

5 Fig. 1 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemässe Vorrichtung,

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Draufsicht auf die Vorrichtung gemäss Figur 1,

Fig. 3 die Vorrichtung gemäss Figur 1 während des Mess-lo Vorgangs,

Fig. 4 die Vorrichtung mit geöffnetem Deckel beim Ausstossen der Faserprobe, und

Fig. 5 ein Diagramm der Faserfeinheit in Abhängigkeit von der Druckdifferenz.

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Wie aus den Figuren 1 und 2 ersichtlich ist, besteht die Vorrichtung im wesentlichen aus einem Gehäuse 11, dessen oberer Teil als Zylinder 12 ausgebildet ist. In diesem Zylinder ist ein Kolben 3 verschiebbar gelagert, der mit geeigneten 20 Kolbendichtungen versehen ist, so dass der Kolben den Zylinder 12 in jeder Position dichtend abschliesst. Das obere Ende des Zylinders ist mit einem Deckel 2 verschlossen, der um ein Scharnier 13 verschwenkbar ist.

Der Deckel 2 und der Kolben 3 bilden die beiden Stirn-25 seiten einer Messkammer 1, welche die Faserprobe 29 in der Form eines Pfropfens aufnimmt. Für die Durchleitung eines Luftstromes ist der Kolben 3 mit einer Kolbenbohrung 21 versehen, welche sich gegen die Kolbenfläche hin konisch erweitert. Die eigentliche Kolbenfläche wird durch ein Kol-30 bensieb 23 gebildet. Auf ähnliche Weise ist der Deckel 2 mit einer Deckelbohrung 20 versehen, die sich ebenfalls konisch erweitert. Ein Deckelsieb 22 bildet den Abschluss dieser Erweiterung. Über die flexible Leitung 24 kann Luft durch die Messkammer 1 geblasen werden, die über die Bohrung 20 35 in die Atmosphäre austritt.

Die Verriegelung des Deckels 2 weist einen Sperriegel 14 auf, der um ein Gelenk 15 schwenkbar ist. Unterhalb des Gelenks 15 ist eine Druckfeder 16 angeordnet, die eine Vorspannung in Richtung Schliessstellung auf den Sperriegel 14 40 ausübt. Der Sperriegel übergreift eine Achse 17 am Deckel 2 und hält diesen so in geschlossener Position. Die Schliess-kraft der Druckfeder 16 kann mit der elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung 25 überwunden werden, welche bei Aktivierung den Sperriegel 14 in Öffnungsstellung bringt. 45 Auf der Achse des Scharniers 13 sitzt eine Feder 32, welche den Deckel 2 in Öffnungsrichtung vorspannt. Der Deckel öffnet sich somit selbständig, sobald der Sperriegel 14 geöffnet wird.

Der Kolben 3 ist mit einer achsparallelen Nut 18 versehen, so die mit einem Bolzen 19 am Gehäuse 11 zusammenwirkt. Auf diese Weise ist der Kolben 3 drehfest im Zylinder 12 gelagert.

Der Kolben 3 ist für seine Betätigung mit einer Gewindespindel 4 versehen, die in eine Mutter 8 eingreift. Diese ss Mutter ist im unteren Bereich des Gehäuses 11 in Wälzlagern 26 gelagert und weist an ihrem Aussenumfang ein Schnek-kenrad 7 auf. Wie aus Figur 2 ersichtlich ist, kämmt dieses Schneckenrad 7 mit einer Schnecke 6, die ebenfalls in Wälzlagern 28 am Gehäuse 11 gelagert ist.

60 Das Schneckenrad 6 ist über eine geeignete Kupplung 27 mit einem Elektromotor 5 verbunden, der an das Gehäuse 11 angeflanscht ist. Dieser Elektromotor ist vorzugsweise ein Gleichstrommotor, der mit einem bekannten, konstanten Strom gespeist wird. Auf diese Weise lässt sich über das 65 Schneckenradgetriebe eine konstante Vorschubkraft auf den Kolben 3 ausüben. Der antreibende Elektromotor 5 könnte auch ein Schrittmotor sein. Zur Begrenzung des übertragbaren Drehmoments bzw. zur Begrenzung der Vorschubkraft

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des Kolbens könnte die Kupplung 27 auch als Rutschkupplung oder als Magnetkupplung ausgebildet sein.

Zur Impulsgebung bzw. zur Messung des zurückgelegten Kolbenhubes, ausgehend von einer bestimmten Nullposition, ist die Schnecke 6 auf der dem Motor abgewandten Seite mit einer Sektorscheibe 9 verbunden. Die Sektorscheibe weist an ihrem Umfang mit einer gleichmässigen Teilung lichtdurchlässige Stellen auf und greift in eine Lichtschranke 10 ein, die am Gehäuse 11 befestigt ist. Bei jeder Drehung oder Teildrehung der Sektorscheibe werden so auf bekannte Weise Messimpulse erzeugt, mit denen die jeweilige Kolbenstellung und damit das jeweilige Volumen der Messkammer 1 ermittelbar ist.

Der an der Messkammer 1 entstehende Staudruck wird mit Hilfe eines elektronischen Sensors 30 gemessen, der an die Leitung 24 angeschlossen ist. An Stelle des Staudruckes könnte auch der Druck der Luft nach dem Verlassen der Messkammer ermittelt werden. Dieser Sensor, sowie die Lichtschranke 10, geben ihre Messimpulse an eine Mess- und Steuervorrichtung 31, wie in Figur 3 dargestellt ist. Die Mess-und Steuervorrichtung steht auch in Wirkverbindung mit dem Elektromotor 5 und ggf. mit der elektromagnetischen Betätigungsvorrichtung 25, so dass ein Messvorgang mit Hilfe eines Steuerprogramms automatisch durchgeführt werden kann. Die Faserfeinheit wird durch einen Rechner aufgrund der eingegebenen Messwerte unmittelbar ermittelt und analog oder digital angezeigt. Selbstverständlich kann die Mess- und Steuervorrichtung auch noch mit einem Drucker versehen sein, so dass Messprotokolle ausgedruckt werden können.

Bei der Durchführung eines Messvorganges wird wie folgt vorgegangen:

Der Kolben 3 befindet sich in einer zurückgezogenen Füllstellung, wie etwa in Figur 1 dargestellt. Die Messkammer 1 wird mit einer Faserprobe 29 gefüllt, wobei deren genaue Masse nicht weiter berücksichtigt werden muss. Anschliessend wird der Deckel 2 verschlossen, so dass der Sperriegel 14 in die Schliessposition einrastet. Darauf wird über die Mess-und Steuervorrichtung 31 der Elektromotor 5 aktiviert, so dass die Mutter 8 über das Schneckenradgetriebe in Umdrehung versetzt wird. Dabei wird die Gewindespindel 4 in Pfeilrichtung B nach oben gepresst, so dass der Kolben 3 die Faserprobe 29 in der Messkammer 1 verdichtet. Die Faser-s probe 29 wird so lange zu einem kompakten Pfropfen verdichtet, bis eine vorbestimmte Anpresskraft erreicht wird. Der Elektromotor steht still und der Kolben 3 hat seine Endstellung erreicht.

Während der Verschiebung des Kolbens 3 dreht sich auch io die Sektorscheibe 9 in Pfeilrichtung C und erzeugt an der Lichtschranke 10 Messimpulse. Jeder Impuls in positiver oder negativer Richtung entspricht einem bestimmten Volumen der Messkammer 1. Beim Stillstehen des Elektromotors 5 und damit der Sektorscheibe 9 wird das gemessene 15 Kammervolumen automatisch von der Mess- und Steuervorrichtung 31 registriert. Darauf wird über die Leitung 24 beispielsweise in Pfeilrichtung A ein Luftstrom durch die Messkammer geleitet, wobei der Sensor 30 den Staudruck ermittelt. Dieser Messwert wird ebenfalls der Mess- und Steuervor-20 richtung 31 zugeführt, die nun aus dem Druckabfall am Faserpfropfen und aus dem vorher gemessenen Volumen unmittelbar die Faserfeinheit errechnet.

Nach dem eigentlichen Messvorgang wird der Kolben 3 durch einen entsprechenden Steuerimpuls auf den Elektro-25 motor 5 etwas zurückgefahren, so dass der Deckel 2 entlastet wird. Dann wird der Sperriegel 14 elektromagnetisch geöffnet und der Deckel 2 springt in eine geöffnete Position. Nun kann der Kolben vollständig hochgefahren werden, so dass die Faserprobe 29 aus der Messkammer 1 ausgestossen 30 wird, wie in Figur 4 dargestellt ist. Darauf kann der Kolben zur Vorbereitung eines neuen Messvorgangs wieder in die Ausgangslage zurückgefahren werden.

Figur 5 zeigt als Beispiel ein Diagramm, bei dem auf der Ordinate der gemessene Druckabfall Delta p am Faserp-35 fropfen in Pascal aufgetragen ist. Die drei Kurven über der Abszisse stellen verschiedene Fasermassen in der Mess-kammer dar, die über das Volumen ermittelt werden. Aus diesen Werten kann die Faserfeinheit, ausgedrückt in Micro-naire auf der Abszisse abgelesen werden.

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4 Blatt Zeichnungen

Claims (12)

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1. Verfahren zur Bestimmung der mittleren Feinheit von losen Fasern, bei dem eine Messkammer (1) mit einer Faserprobe (29) gefüllt wird, und anschliessend ein Luftstrom durch die Messkammer geleitet wird, wobei die Beeinflussung des Luftstroms durch die Fasern gemessen wird und aus diesem Mass in Abhängigkeit vom Volumen der Messkammer die Feinheit der Fasern berechnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Durchleiten des Luftstroms die Faserprobe (29) in der Messkammer (1) durch Verschieben wenigstens einer Kammerwand mit einer konstanten Kraft verdichtet wird, und dass das Kammervolumen im verdichteten Zustand für jede Faserprobe separat gemessen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdichtung der Faserprobe durch Einschieben eines Kolbens in eine Zylinderkammer erfolgt.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserprobe nach dem Messvorgang mit dem Kolben (3) aus der Zylinderkammer ausgestossen wird.

4. Vorrichtung zur Bestimmung der mittleren Feinheit von losen Fasern mit einer Messkammer (1) zur Aufnahme einer Faserprobe (29), deren Stirnseiten zum Durchleiten eines Luftstromes perforiert ausgebildet sind, wobei eine Stirnseite einen verschliessbaren Deckel (2) für die Messkammer (1) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die dem Deckel gegenüberliegende Stirnseite der Messkammer als verschiebbarer Kolben (3) ausgebildet ist, und dass der Kolben mit einer konstanten Kraft gegen die Faserprobe (29) pressbar ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben drehfest in der Messkammer (1) gelagert ist und über eine Gewindespindel (4) mit einem Elektromotor (5) antreibbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel über ein Schneckenradgetriebe (6,7) aktivierbar ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gewindespindel (4) als Kolbenstange fest mit dem Kolben (3) verbunden ist und in eine Mutter (8) eingreift, die auf ihrer Aussenseite als mit der Schnecke (6) kämmendes Schneckenrad (7) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (3) mit einem Druckmittelzylinder antreibbar ist, der mit einem konstanten Druck beaufschlagbar ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Messvorrichtung zum Ermitteln der einem bestimmten Kammervolumen proportionalen Endstellung des Kolbens aufweist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Messvorrichtung einen an einem Getriebeteil angeordneten Impulsgeber aufweist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeber eine mit der Antriebswelle des Elektromotors (5) drehende Sektorscheibe (9) ist, welche zum Zählen der zurückgelegten Umdrehungen in eine Lichtschranke (10) eingreift.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel eine Verriegelung mit einem Sperriegel (14) aufweist, der elektromagnetisch betätigbar ist und dass der Deckel mittels Federspannung in eine Öffnungsposition vorgespannt ist.