DE2001966A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Torsionssteifigkeit von faden- bzw. faserfoermigem Material - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Messen der Torsionssteifigkeit von faden- bzw. faserfoermigem Material

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DE2001966A1 DE19702001966 DE2001966A DE2001966A1 DE 2001966 A1 DE2001966 A1 DE 2001966A1 DE 19702001966 DE19702001966 DE 19702001966 DE 2001966 A DE2001966 A DE 2001966A DE 2001966 A1 DE2001966 A1 DE 2001966A1
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Description

ΘΟΟΟ Müncitsn 12
Marla-Blrnbaum-&ira39 1
Telefon 6βθ553
&q"■■■■■.-.; 20Q1966
r 70/8?01
Rayon Co· Ltd., !Tokyo/Japan
Verf ahren und Vorrichtung zum Messen der (Dorsionssteifigkeit von faden- bzw· faserförmigem Material
(Beanspruchte Priorität:
16. Januar 1969 Japan 3002/69)
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Torsionssteifigkeit von faden- bzw· faserförmigem Material (Fasern), bei dem auf die Faser mittels einer Kraftquelle ein Drehmoment ausgeübt und der Torsionswinkel des sich während der Drehmomenteihwirkung im Drehzustand befindlichen Pasermaterials gemessen wird.
Bei bekannten Verfahren zum Messen der Torsionssteifigkeit wird das obere Ende der Faser durch ein® stationär® Klemme festgehalten und das untere Ende' der Faser mit einem starren Seil eines vorgegebenen Trägheitsmomentes verbunden, und dann wird das starre Teil einer Schwingbewegung um die Faserachse unterworfen« Die OJorsionseteifigkeit der Faser kann durch Messen der
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frequenz der Schwingbewegung des starren Teils erhalten werden. Dieses Verfahren wird im folgenden als "Torsionspendelmethode" bezeichnet.
Bei einem weiteren bekannten Verfahren wird das obere Bade der Paser an einer Welle befestigt, die durch ein Lager getragen wird und eine Einrichtung zum Erfassen des Drehmoments besitzt. Das untere Ende ist mit einem um die Faserachse drehbaren starren Teil verbunden. Das feste Teil wird mit konstanter Geschwindigkeit gedreht. Die Torsionssteifigkeit der Faser kann hier durch Hessen des Drehmoments der Welle erhalten werden. Dieses Verfahren wird im folgenden als NDrehmomentenme£methoden bezeichnet.
Die erwähnte erste Methode besitzt die folgenden Hangelt
a) Es kann nicht die Drehsteif igkeit in verschiedenen Drehzuständen mit verschiedenen Winkeln gemessen werden.
' b) Da sich die Torsionssteifigkeit prinzipiell in den beiden entgegengesetzten Richtungen überlagert, ist es unmöglich, die Torsionssteifigkeit unabhängig in einer Richtung zu messen.
c) Es ist schwierig, ein starres Teil mit einer stabilen Schwingbewegung auszustatten, so daß nicht jede beliebige Vorrichtung zum Hessen der Torsionesteifigkeit einer sehr feinen faser verwendet werden kann.
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Die zweite Methode besitzt die folgenden Nachteile:
a) Da die Empfindlichkeit der Drehmomentenmessung nur etwa
1 mg/cm beträgt, ist es -unmöglich, die Torsionssteifigkeit einer laser mit geringer Steifigkeit zu messen,
b) Bestimmte Meßfehler sind deshalb nicht vermeidbar, da es unmöglich ist, das in umgekehrter Sichtung wirkende Drehmoment ander Lagerst eile zu Null zumachen.
c) Es ist eine äußerst komplizierte Einrichtung zum Steuern der Faserspannung erforderlich, um auf die Faser einen konstanten Zug auszuüben·
Ziel dieser Erfindung ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Torsions steif igkeit von Fasermaterial, das bzw. die nicht mit den Nachteilen der bekannten Methoden behaftet ist.
Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß das Drehmoment durch die Kraftquelle mittels einer viskosen Flüssigkeit, d. h. indirekt auf die Faser ausgeübt wird.
Weitere Merkmale der Erfindung und die hierdurch bedingten Vorteile werden im folgenden an Hand von durch 10 Figuren erläuterten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen
Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Meßvorrichtung,
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Pig. 2 eine schematische Seitenansicht einer modifizierten Meßvorrichtung, bei der - verglichen mit der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung - eine Einrichtung zum Steuern der Winkelgeschwindigkeit und eine Einrichtung zur Anzeige der Winkelgeschwindigkeit zusätzlich vorgesehen sind,
Fig. J eine schematische Seitenansicht einer weiteren erfindungsgemäßen Vorrichtung,
* Fig. 4 eine schematische Seitenansicht einer modifizierten Meßvorrichtung, bei der - verglichen mit der Vorrichtung nach Fig. 3 - zusätzlich eine Einrichtung zum Steuern der Winkelgeschwindigkeit und eine Einrichtung zur Anzeige der Winkelgeschwindigkeit vorgesehen sind,
Fig. 5 in Form eines Blockdiagramms die schematische Seitenansicht eines weiteren Typs der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung,
Fig. 6 eine Erläuterungszeichnung einer erfindungsgemäßen Einrichtung zum Erfassen der Winkelverschiebung des Fasermaterials,
Fig. 7 eine Abwicklung des Refleacionsteils der in Fig. 6 dargestellten Einrichtung zum Erfassen der Winkelverschiebung des Fasermaterials,
Fig. 8 ein Diagramm, das die Ausgangsgröße der für die in
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_ 5 —
Fig. 5 dargestellte Vorrichtung benutzten, Fotozelle zeigt,
Fig. 9. ein Blockdiagramm einer Ausführungsform der Meßvorrichtung, die eine Einrichtung zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit der Antriebseinrichtung bei variablen Geschwindigkeiten und eine Einrichtung zum Steuern der Drehgeschwindigkeit des Prüfstückes enthält, welche der erfindungsgemäßen Vorrichtung zugeordnet sind,
Fig. 10 ein Blockdiagramm, das in einer schematischen Seitenansicht einen weiteren Typ der erfindungsgemäßen Meßvorrichtung darstellt.
Bei der in Fig. 1 dargestellten erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Messen der Torsionssteifigkeit wird das obere Ende einer Faser 3 durch eine obere Klemme 2a festgehalten, die an einem ortsfesten Teil 1 befestigt ist. Das untere Ende der Faser 3 wird durch eine untere Klemme 2b gefaßt, die mit einer Einrichtung 4 zum Messen des Torsionswinkels verbunden ist. Die Einrichtung 4 zum Messen des Torsionswinkels ist mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines Drehmoments verbunden, welche einen äußeren Zylinder 7 mit einer viskosen Flüssigkeit 6 und einen inneren Zylinder 5» der in der viskosen Flüssigkeit 6 schwebt, sowie einen Antrieb 8 zum Drehen des äußeren Zylinders 7 enthält. Wie in Fig. 1 dargestellt, ist die Meßeinrichtung 4 mit
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dem inneren Zylinder 5 verbunden. Der äußere Zylinder 7 ist mit dem Drehantrieb 8 verbunden. Wenn der äußere Zylinder 7 durch den Drehantrieb 8 mit konstanter Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, wird deshalb auf den inneren Zylinder 5, der koaxial im äußeren Zylinder 7 angeordnet ist, das folgende Drehmoment M ausgeübt ι
ir (1)
wobei E,. den Eadius des äußeren Zylinders 7» E2 den Eadius des inneren Zylinders 5, h die Eintauchtiefe des inneren Zylinders 5 i^· die viskose Flüssigkeit 6,
Ύ) die Viskosität der viskosen Flüssigkeit 6, (ty die Winkelgeschwindigkeit der Eotation des äußeren Zylinders 7 bedeuten.
Durch geeignete Wahl des Wertes der Eonstanten E^1 E2, h und j\ und durch geeignete Einstellung der Winkelgeschwindigkeit UK^ der Drehbewegung des äußeren Zylinders 7 kann auf den inneren Zylinder 5 ein vorgegebenes Drehmoment H ausgeübt werden. Durch, die Einwirkung dieses Drehmoments H auf den inneren Zylinder 5 wird die Faser 3 so lange verdreht, bis das Gleichgewicht zwischen der Torsionssteifigkeit und dem Drehmoment H hergestellt ist. Der Torsionswinkel der laser 3 kann durch die Meßeinrichtung 4 leicht gemessen werdex.«
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Für die Meßeinrichtung 4 können verschiedene Arten von Methoden verwendet werden» Es kann eine direkte Ablesung durch Verwendung eines Anzeigepunktes,eine direkte Ablesung durch Verwendung optischer Mittel oder eine automatische Ablesung durch optische Mittel etc. angewandt werden, um den Torsionswinkel der Faser genau ablesen zu können» Durch Messen des Torsionswinkels der Faser in Abhängigkeit von der Winkelgeschwindigkeit des äußeren Zylinders 7 kann in Form eines Diagramms,Qie Beziehung zwischen dem Torsionswinkel der Faser 3 und der Torsionssteif igkeit erhalten werden.
In Fig. 2 ist eine modifizierte Meßvorrichtung dargestellt, die zusätzlich eine Steuereinrichtung 10a enthält, welche die Winkelgeschwindigkeit des Drehantriebs 8 durch ein Vergleichsausgangssignal steuert, das durch Messen der Differenz zwischen dem Ausgangssignal der Meßeinrichtung 4 und einem vorgegebenen Wert A erhalten wird. Außerdem ist ein Indikator 11a vorgesehen, der die Winkelgeschwindigkeit des Drehantriebs δ anzeigt. Wenn die Winkelgeschwindigkeit des Drehantriebs 8 bei jedem Zustand der vorgegebenen Winkel der Torsion A gemessen wird, kann deshalb leicht ein Diagramm erhalten werden, das die Beziehung zwischen dem Toreionswinkel und der Torsionssteif igkeit der Faser zeigt.
In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt. Das obere !Ende der Faser 3 wird durch die mit einer Einrichtung 4a zum Messen des Torsionswinkels
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verbundenen oberen Klemme 2a fest gefaßt. Das untere Ende der Faser 3 wird durch die mit einer weiteren Einrichtung zum Messen des Torsionswinkels verbundenen unteren Klemme 2b gefaßt· Die Einrichtung 4a ist mit einem oberen Drehantrieb 8 verbunden. Die Einrichtung 4b ist mit dem inneren Zylinder 5- einer Einrichtung zum Erzeugen des Drehmoments verbunden, die abgesehen vom Fehlen des Drehantriebs 8 in der gleichen Weise aufgebaut ist wie bei der ersten Ausführungsform nach Pig· 1. Wenn durch übertragung einer Drehkraft durch die Paser 3» welche mittels des Drehantriebs 8 gedreht wird, der innere Zylinder 5 i&it konstanter Winkelgeschwindigkeit rotiert, wird auf den inneren Zylinder 5 ein Drehmoment M1 in entgegengesetzter Richtung zur Drehrichtung des inneren Zylinders 5 ausgeübt. Das Drehmoment M1 stellt sich wie folgt dar:
(2,
wobei ÜTo die Winkelgeschwindigkeit des inneren Zylinders 5 bedeutet und die übrigen Buchstaben die gleiche Bedeutung wie in Gleichung (1) haben.
Durch Verändern der Winkelgeschwindigkeit des inneren Zylinders 5 kann auf diesen jedes gewünschte Drehmoment ausgeübt werden. Die Faser 3 wird so lange gedreht, bis das Gleichgewicht zwischen der Torsionssteifigkeit der Faser 3 und den Drehmoment H1 hergestellt ist. Der Torsionswinkel der Faser 3 wird durch
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die Einrichtungen 4a und 4b gemessen· Eine Meßeinrichtung 9 ermittelt die Differenz des Torsionswinkels zwischen den beiden Einrichtungen 4a und 4b· Wenn ζ· B. bei den Einrichtungen 4a und 4b ein Impulsgenerator angewandt wird, der jedesmal dann ein Signal erzeugt, wenn ein,Punkt eines Drehteils vor einer bestimmten Stelle vorbeiläuft, und die Meßeinrichtung 9 das Zeitintervall zwischen den durch die Einrichtungen 4a und 4b erzeugten Impulsen mißt, kann der Torsionswinkel der Easer durch Messen der betreffenden Zeitintervalle erhalten werden. Durch Messen der Torsionswinkel in Abhängigkeit von den Winkelgeschwindigkeiten des inneren Zylinders 5 kann .somit ein Diagramm erhalten werden, das die Beziehung zwischen dem Torsionswinkel und der Torsionssteif igkeit der Faser 3 zeigt.
Die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung enthält außerdem eine Steuereinrichtung 10b, die die Winkelgeschwindigkeit des Drehantriebs 8 durch ein Vergleichsausgangssignal steuert, das durch Messen der Differenz zwischen dem Ausgangssignal der Meßeinrichtung 9 und einem vorgegebenen Wert B erhalten wird. Ein Indikator 11b zeigt die Winkelgeschwindigkeit des Drehantriebs 8-an. Wenn die Winkelger schwindigkeit des Drehantriebs 8 bei vorgegebenen Werten B gemessen wird, kann sehr leicht ein Diagramm erhalten werden, das die Beziehung zwischen dem Torsionswinkel und der Torsionset ei f igkeit der Faser zeigt.
- 10 ■'-
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Im folgenden werden mehrere verschiedene Typen der erfindungsgemäßen Vorrichtung erläutert.
Bei der in Hg· 5 dargestellten Ausführungsform einer Vorrichtung zum Messen der lorsionssteifigkeit von fadenförmigem Material wird durch eine obere Klemme 23 bzw. eine untere Klemme 25 eine Faser 24 an ihren Enden gefaßt. Die obere Klemme 23 ist mit einer Einrichtung 22 zum Messen des Torsionswinkels verbunden. Die Einrichtung 22 wiederum ist mit einem Drehantrieb 21 verbunden, der mit konstanter niedriger Winkelgeschwindigkeit ein Drehteil der Meßeinrichtung 22 dreht. Die untere Klemme 25 ist mit einer Meßeinrichtung 26 verbunden, die den Drehwinkel des inneren Zylinders erfaßt, mit dem sie verbunden ist. Ein äußerer Zylinder 29 enthält eine viskose Flüssigkeit 28, und ein innerer Zylinder 27 schwebt so in der viskosen Flüssigkeit 28, daß er zum äußeren Zylinder 29 koaxial angeordnet ist. Mit dem äußeren Zylinder 29 ist eine Meßeinrichtung 30 zum Messen des Drehwinkels des äußeren Zylinders 29 verbunden. Die Meßeinrichtung 30 ist wiederum mit einem Drehantrieb 31 verbunden, der mit veränderbarer Winkelgeschwindigkeit angetrieben werden kann. Wenn der äußere Zylinder durch den Drehantrieb 31 gedreht wird, wird auf den inneren Zylinder 27 ein der Winkelgeschwindigkeit der Drehung entsprechendes Drehmoment ausgeübt· Wenn sich der Drehantrieb 21 mit niedriger Winkelgeschwindigkeit dreht, d. h. wenn die obere Klemme 23 gedreht wird und der Drehantrieb 31 so angetrieben wird, daß die Winkellage des unteren
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Endes der Faser 24 mittels eines Ausgangssignals der Meßeinrichtung 26 durch eine Steuereinrichtung 32 in einer konstanten Anfangslage gehalten wird und hierbei der äußere Zylinder 29 entgegengesetzt zum Drehsinn des Drehantriebs 21 gedreht wird, so wird auf die Faser 24, d. h. auf den inneren Zylinder 27 ein Drehmoment ausgeübt, das entgegengesetzt zum Drehsinn der Einrichtung 21 gerichtet ist· Damit wird durch dieses Drehmoment im stabilen Zustand das untere Ende der Faser 24 in einem stationären Zustand gehalten· Bei dieser Lage stimmt der Drehwinkel der oberen Klemme 23 mit dem Torsionswinkel der Faser überein, während die Winkelgeschwindigkeit des äußeren Zylinders 29 proportional zu dem auf die Faser 24 ausgeübten Drehmoment ist· Damit kann die Drehsteifigkeit der Faser 24 durch den Torsionswinkel der Faser 24 und die Winkelgeschwindigkeit des äußeren Zylinders 29 erhalten werden. Die Drehst eifigkeit der Faser 24 kann automatisch und kontinuierlich durch gleichzeitiges Aufzeichnen der Ausgangsgrößen der Meßeinrichtungen und 33 gemessen werden.
In der in Fig. 6 dargestellten und bei der Vorrichtung nach Fig. 5 verwendeten Meßeinrichtung zum Messen des Torsionswinkels ist zwischen der unteren Klemme 25 und dem inneren Zylinder 27 ein Reflexionsstreifen 34 angeordnet· Ein von einer Lichtquelle 35 produzierter Lichtstrahl wird durch den ReflexLonflstreifen 34 reflektiert und gelangt nach dem Passieren eines Schlitzes 36 in eine Fotozelle 37. Wie in der
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Abwicklung gemäß Fig. 7 dargestellt, ist die Lichtintensität der erwähnten Reflexion proportional zur Reflexionsfläche. Wie in Fig. 8 gezeigt, kann die Ausgangsgröße der Fotozelle 37» die der Winkelverschiebung bzw. der Winkellage entspricht, linear dargestellt werden. Damit kann die Winkellage des inneren Zylinders 27 mittels der Ausgangsgröße der Fotozelle 37 erfaßt werden.
In Fig. 9 sind eine Ausführungsform einer Meßeinrichtung zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit, ein Drehantrieb, der mit veränderbarer Geschwindigkeit angetrieben werden kann, und eine Steuereinrichtung dargestellt, wie sie für die in Fig. 5 gezeigte Vorrichtung verwendet sind. Die Steuereinrichtung enthält einen Stromkreis mit einem Integrationsglied. Für den Drehantrieb wird ein Pulsmotor verwendet. In Fig. 9 wird durch die Meßeinrichtung 26 eine der Winkellage des inneren Zylinders 27 entsprechende Ausgangsspannung erhalten. Die Differenz zwischen dieser Ausgangsspannung und einer vorgegebenen Spannung wird mittels eines DifferentialVerstärkers 38 verstärkt. Ein Servomotor 39 rotiert abhängig von der Ausgangsgröße des Verstärkers 38. Mit dem Servomotor 39 ist ein Potentiometer 40 mechanisch verbunden, so daß das Potentiometer 40 zusammen mit dem Servomotor 39 angetrieben wird. Dies bedeutet, daß der Unterschied zwischen der Ausgangsspannung der Meßeinrichtung 26 und der vorgegebenen Spannung durch das Potentiometer 40 integriert wird· Durch einen variablen Frequenzoszillator 41 wird ein
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Ausgangssignal' mit einer Frequenz erhalten, die der Ausgangsgröße des Potentiometers 40 entspricht. Ein Pulsmotor 43 wird abhängig von der genannten Ausgangsgröße des Oszillators 4-1 mittels eines Pulsmotorantriebskreises 42 angetrieben. Da die Winkelgeschwindigkeit des Pulsmotors 43 proportional zur Frequenz des Oszillators 41 ist, ist die Geschwindigkeit auch proportional zur Ausgangsgröße des Potentiometers 40. Das Potentiometer 40 kann somit als Meßeinrichtung zum Messen der Winkelgeschwindigkeit des Pulsmotors 43 verwendet werden.
In Big. 10 ist eine Ausführungsform einer Vorrichtung dargestellt, bei der die in Fig. 9 gezeigten Elemente verwendet sind. Um einen durch irgendeine Berührung von Elementen verursachten Fehler zu vermeiden, ist für die Meßeinrichtung 26 der Vorrichtung nach Fig. 10 ein sogenanntes foto elektrisches System wie z. B. das in Pig. 6 gezeigte System verwendet} in der Steuereinrichtung 32 wird der Differenzwert zwischen der Ausgangsgröße der Fotozelle und dem manuell eingestellten Wert verstärkt, der Servomotor 39 wird durch die Ausgangsgröße des Differentialverstärkers angetrieben, die Ausgangsgröße des Potentiometers 40 proportional in ein© Frequenz der Ausgangsgröße des Oszillators 41 umgesetzt und hierbei die Winkelgeschwindigkeit des Pulsmotors 43 verändert. Als Meßeinrichtung 22 wird ^ein. Potentiometer benutzt. Ea wird auch für die vorliegende Vorrichtung ein X-X-He&oraer 33 verwendet. Die Eingänge der X- und
X-loordinaten sind alt dem Potentiometer 22 bzw. 40 verbunden.
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Damit kann die Kennlinie, die die Beziehung zwischen dem Drehwinkel und der Torsionssteifigkeit zeigt, automatisch aufgezeichnet werden.
Wie die beschriebenen Ausfuhrungsformen der vorliegenden Erfindung klar erkennen lassen, kann der Drehwinkel der Paser ohne jegliche Störung oder Beeinflussung gemessen werden, die die Folge eines direkten Kontaktes mit der Probe ist. Da die Steuereinrichtung einen Integrator besitzt, da für den Drehantrieb ein Pulsmotor verwendet ist, der den Drehantrieb mit variabler Winkelgeschwindigkeit antreibt, können die folgenden exzellenten Resultate erzielt werdens
1. Da die Messung des Drehmoments nicht direkt erfolgt, können mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung sehr kleine Drehmomente der !Faser erfaßt werden· Bei den einleitend geschriebenen konventionellen Meßverfahren und Vorrichtungen, die ein berührungsloses Lager oder eine Drehmomentmeßeinrichtung etc. verwenden, ist es nicht möglich, sehr kleine Drehmomente genau und fehlerfrei zu messen«
2. Da die Winkelmessung durch eine sogenannte Null-Methode erfolgt, kann die Messung sehr exakt durchgeführt werden.
3· Durch Wahl der Viskosität der viskosen Flüssigkeit ist der Meßbereich sehr groß, so daß die T-laionesteifigkeit in einem weiten Bereich gemessen werden
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4·· Da die. auf die IPäserprobe ausgeübte Zugspannung durch di e Differenz zwischen dem toten Gewicht unterhalb der unteren Klemme und der Auftriebskraft des inneren Zylinders verursacht wird, kann der gewünschte Wert der Zugspannung gewählt werden, und es kann dieser Wert während der Messung konstant gehalten werden. Die Genauigkeit der gemessenen Torsionssteifigkeit beträgt nahezu 10 ■ dyn*cm ·
5· Die Beziehung zwischen dem Torsionswinkel und der Torsionssteifigkeit kann kontinuierlich gemessen werden. Deshalb kann eine Kennlinie der genannten Beziehung automatisch aufgezeichnet werden.
6. Da die Torsion kontinuierlich auf die Meßelemente ausgeübt wird, kann die Messung in einem ähnlichen Zustand wie bei einem stationären Zustand durchgeführt werden, so daß jeglicher Einfluß einer dynamischen Torsionssteifigkeit vermieden wird*
7· Da die Steuereinrichtung mit einem Integrations element versehen ist, ble'ibt keine bleibende Regelabweichung (off-set) bestehen, die Anfangswinkellage des inneren Zylinders kann leicht erhalten werden·
8. Da als Drehantrieb ein Pulsmotor benutzt wird, cLer sich mit variabler Geschwindigkeit dreht, kann die Drehgeschwindigkeit des äußeren Zylinders innerhalb eines großen Bereiches gewählt werden. Da außerdem die Winkelgeschwindigkeit des
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Pulsmotors proportional zur irequenz des Oszillators ist, ist es sehr einfach, die Drehgeschwindigkeit der Meß einrichtlang zu messen.
Ansprüche Figuren
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Claims (1)

  1. A η s ρ r Uc h e
    1.] Verfahren zum Messen der Torsionssteifigkeit von faden- bzw, faserförmigem Material (lasern), bei dem auf die laser mittels einer Kraftquelle ein Drehmoment ausgeübt und der Torsionswinkel der sich während der Drehmomenteinwirkung im Drehzustand befindlichen Easer gemessen wird, d a d u r ch ge k-e η η zeichnet, daß das Drehmoment durch die Kraftquelle mittels einer viskosen Flüssigkeit, d. h. indirekt auf die Faser ausgeübt wird.
    2· Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß ein Ende der Faser durch eine erste Kraftquelle mit konstanter Winkelgeschwindigkeit gedreht wird, daß am anderen Ende der Faser eine weitere Kraftquelle vorgesehen.ist, die auf das Fasermaterial- mittels einer viskosen Flüssigkeit ein zur ersten Kraftquelle entgegengesetzt gerichtetes Drehmoment ausübt, so daß das zweite Ende der Faser in einer konstanten relativen Winkellage zum ersten gehalten wird, und daß der !Poreionswinkel durch Hessen dee Verdrehungswinkels der Faser "bei Drehung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit erfaßt wird·
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    3. Vorrichtung zum Messen der lorsionssteifigkeit von Fasern, die eine obere Klemme zum Fassen des oberen Eades der Faser und eine untere Klemme zum Fassen des unteren Endes der Faser, ferner Mittel, um eine der Klemmen mit einer Drehbewegung zu versehen, und Mittel zum Messen des Verdrehungswinkels des Fasermaterials enthält, dadurch gekennzeichnet, daß eine erste mit der unteren Klemme verbundene Meßeinrichtung zum Messen des Drehmoments der Faser und ein mit der Drehmomentmeßeinrichtung verbundener innerer Zylinder vorgesehen ist, daß ferner ein eine viskose Flüssigkeit enthaltender äußerer Zylinder vorgesehen ist, der den inneren Zylinder koaxial umfaßt, und daß Mittel vorgesehen sind, um dem Fasermaterial eine Drehbewegung zu verleihen.
    4. Vorrichtung nach Anspruch 3* dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Ausüben der Drehbewegung (Drehantrieb) starr mit dem äußeren Zylinder verbunden
    } sind.
    5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehantrieb eine konstante Winkelgeschwindigkeit besitzt (Fig. 1).
    6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Drehantrieb durch daa Auagangseignal einer Steuereinrichtung zum Steuern der Winkelgeschwindigkeit gesteuert wird, volbti dieses Signal der
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    Differenz zwischen der Ausgangsgröße der Heßeinrichtung und einem vorgegebenen Wert entspricht, und daß ferner ein Indikator vorgesehen ist, der die WinkelgescinriLndigkeit der Drehbewegung anzeigt (Pig· 2).
    7. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch g e k e η η • ζ ei c h η et , daß eine sweite mit der oberen Elemme verbundene Meßeinrichtung vorgesehen ist und daß der Drehantrieb starr mit dieser Meßeinrichtung verbunden ist (Fig. 3,
    8· Vorrichtung nach Anspruch 7» dadurch g e k e η η ζ e i c h^n et, daß eine dritte Meßeinrichtung zum Messen der Phasenverschiebung zwischen den Drehbewegungen der ersten und zweiten Meßeinrichtung vorgesehen ist (Fig. 3»
    9· Vorrichtung nach Anspruch 8, d ad u r c h g e k e η η ze i ch η et ,daß eine Steuereinrichtung vorgesehen ist, die die Winkelgeschwindigkeit des Drehantriebs durch ihr^ Ausgangssignal steuert, welches der Differenz zwischen dem Ausgang der dritten Meßeinrichtung und einem vorgegebenen Wert entspricht, und daß ein Indikator vorgesehen ist, der die Winkelgeschwindigkeit des Drehantriebs anzeigt (Fig. 4) ·
    10. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch g e k e η η -
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    zeichnet , daß mit der oberen Klemme eine zweite Meßeinrichtung verbunden ist, daß ein Drehantrieb für die !Faser über die zweite Meßeinrichtung mit der oberen Klemme verbunden ist und diese mit konstanter Winkelgeschwindigkeit dreht, daß ein zweiter Drehantrieb zum Drehen des äußeren Zylinders mit gesteuerter Winkelgeschwindigkeit vorgesehen ist, daß ferner Mittel zum Steuern der Winkelgeschwindigkeit des zweiten Drehantriebs mittels eines Ausgangssignals vorgesehen sind, das einem der Winkellage der ersten Meßeinrichtung analogen Ausgangssignal entspricht (Pig. 5t 9)·
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß eine dritte Meßeinrichtung zum Erfassen der Winkelgeschwindigkeit der Drehbewegung des zweiten Drehantriebs, ferner ein automatischer Rekorder zum Aufzeichnen der Ausgangsgrößen der ersten Meßeinrichtung und der dritten Meßeinrichtung in Form eines Diagramms mit X-T-Koordinaten vorgesehen sind (Fig. 5)·
    12. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß die Steuereinrichtung einen Verstärker zum Verstärken der Abweichung des Ausgangssignals der ersten Meßeinrichtimg von einem vorgegebenen Wert, einen vom Verstärkerausgang angetriebenen Servomotor, ferner ein Steuerglied enthält, das mit einem mit dem Servomotor verbundenen Potentiometer und einem Oszillator versehen ist, der ein für die Betätigung des zweiten Antriebs mit einer
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    vorgegebenen WiiifcelgescTawindigkeit verwendetes Ausgangssignal erzeugt, dessen Frequenz proportional zum Ausgangssignal des , Potentiometers ist, daß ferner ein Rekorder zum gleichzeitigen Aufzeichnen des Ausgangssignals der zweiten Meßeinrichtung und des Ausgangssignals des Potentiometers vorhanden ist,
    13· Vorrichtung nach Anspruch 12, d a d u r ch gekennzeichnet, daß die erste Meßeinrichtung eine Lichtquelle und einen Reflexionsstreifen zum Reflektieren des Lichtes der Lichtquelle, ferner eine Fotozelle enthält, die das vom Reflexionsstreifen reflektierte Licht durch einen Schlitz aufnimmt, und daß der Reflexions streif en so gestaltet ist, daß sich die Intensität der Lichtreflexion proportional zum Drehungswinkel der Faser ändert (Fig. 6)· .
    14· Vorrichtung nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e η η ζ e i c h η e t , daß der zweite Drehantrieb einen Pulsmotor enthält (Fig. 10).
    009840/1197
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DE19702001966 1969-01-16 1970-01-16 Verwendung einer Vorrichtung zum Messen der Torsionssteifigkeit von Textllfasern und Fäden Expired DE2001966C3 (de)

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