199015. lajstromszámú szabadalom • Készülék futó fonalra ható fékezőerő meghatározására
1 HU 199015 B 2 A találmány tárgya készülék futó fonalra ható fékezó erő meghatározására, különösen futó fonalak súrlódási tényezőjének méréséhez, fonalkész vizsgálatához, illetve kalibrálásához, valamint különféle fonalvezető szervek mechanikai ellenállásának méréséhez. A textilipari gyártástechnológia során a fonalak és cérnák súrlódása miatt a különféle fonalvezető szerveken, fonalfékeken, illetve közvetlenül a feldolgozás (szövés, kötés, hurkolás) közben jelentős mechanikai ellenállások lépnek fel. Ezek nagyságától függ, hogy a fonal mozgatásához mekkora energia szükséges. A fonalak fékezése, vezetése a feldolgozás során elkerülhetetlen, nem mindegy azonban, hogy milyen a fékezés minősége. A durva, egyeneletlen fékezés ugyanis gyakori fonalszakadást eredményez. A könnyebb feldolgozás érdekében a fonalak súrlódási tényezőjét különféle kezelésekkel (paraffinozás, írezés, aviválás) csökkentik. A technológia szempontjából igen lényeges a kezelés eredményességének ellenőrzése, vagyis annak pontos meghatározása, hogy mennyire csökkent a súrlódási tényező. Különös fontosságot nyer a futó fonalra ható fékező erők (a súrlódásból származó mechanikai ellenállások) pontos ismerete a fonalfeldolgozási sebességének az utóbbi időben tapasztalható rohamos növekedésével. Futó fonalak esetében általában háromféle súrlódást különböztetnek meg: normál súrlódás (összeszorftott fémfelületek között haladó fonalnál) és fonal-fonal súrlódás (a textília kialakítása során egymással érintkezésbe kerülő fonalaknál). A súrlódási tényező értékét általában a kötélsúrlódás definiált alapesetének megvalósítása útján határozzák meg. A megvalósítás körülményeit egyes szabványok pontosan előírják (pl. ASTM D 3108-72, Tentative Method of Test for Coefficient of Friction, Yern-to-Metal). A vizsgálati paraméterek (fonalsebesség, a súrlódó test átmérője, a körülfogási szög értéke stb.) tekintetében választási lehetőség van, különösen a különböző fonaltípusoknak megfelelően. A tapasztalat szerint a fonalvezetés és -lehúzás körülményeinek megváltoztatásánál ugyanazon fonal vizsgálata esetén különféle súrlódási tényező értékek adódhatnak. Ezért elasztikus anyagok esetén a súrlódási tényező értéke nem tekinthető olyan állandónak, mint szilárd testeknél. Igen jelentős befolyásoló tényező lehet adott fonalnál a feszült Sgi állapot, az iránytöréseknél kialakuló-görbületi sugár, a lehúzási sebesség, az anyag struktúrája, a légnedvesség, a hőmérséklet stb. Mivel a gyakorlatban az alapesetek bonyolult kombinációi fordulnak elő a legtöbbször, a különféle számítási módszerek és képletek alkalmazása helyett a konkrét méréseknek van nagyobb jelentőségük, és a gyakorlat szempontjától fontosabb az egyes konkrét helyeken (fonalvezető elemek, fonalfékek) fellépő mechanikai ellenállás (fékező erő) nagyságának ismerete, mint a különféle súrlódási tényezők meghatározása. A találmány feladata a gyakorlati igényeknek megfelelő, általánosan alkalmazható készülék létrehozása. A feladat megoldása olyan készülék fonalra ható fékező erő meghatározására, amelynek a fonalat leadó eszköze, a fonalat kihúzó eszköze, valamint a fonalat vezető eleme és a fonalhoz illeszkedő súrlódó teste van, és amelynél a találmány értelmében a fonal mentén a súrlódó test előtt és után egy-egy húzóérzékelő van elrendezve. A két húzóerőérzékelő és a súrlódó test célszerűen egy vonalban van elrendezve. A húzóerőérzékelőknek előnyösen két szélső, helyhezkötött csapágyazott görgőjük és egy ezek között lerendezett csapágyazott, keresztirányban rugó ellenében elmozdítható tengellyel rendelkező görgőjük van. A találmány szerinti készülék egy másik előnyös kiviteli alakjánál a bemenő oldali húzóerőérzékelő és a fonalat leadó eszköz között forgótárcsás fonalfék van elrendezve és a fonalhoz kapcsolva. A találmány szerinti készüléknek egy további előnyös kiviteli alak esetében olyan fonalkfélje van, amely csavarmenetként kialakított körbefutó horonnyal ellátott tárcsával rendelkezik, a tárcsa oldalán forgó féklap van elrendezve, amelyhez rugóval előfeszített álló féklap van illesztve. Előnyös, ha a húzóerőérzékelők között befogószerkezet van elrendezve, amelynek központi súrlódó teste és legalább egy kerületi irányváltó görgője van. Előnyös továbbá, ha a húzóerőérzékelők kvantáló egység egy-egy bemenetére vannak csatlakoztatva, és a kvantáló egység kimenete feldolgozó egység bemenetével van összekötve. A találmányt a következőkben a csatolt rajzokon vázolt kiviteli példa kapcsán ismertetjük. Az 1/a ábra a példa szerinti készülék mechanikai részének elvi vázlata, kötélsúrlódás mérése esetén, az 1/b ábra az 1/a ábra szerinti készülék egy részletének elvi vázlata, normál súrlódás mérése esetén, az 1/c ábra az 1/a ábrán nyilakkal jelölt síkban vett metszet, és a 2. ábra a példa szerinti készülék elektronikus részének tömbvázlata. A bemutatott készüléknek forgótárcsás 1 fonalfékje van, amely a vizsgált fonal befutó ágában van elrendezve. Az 1 fonalfék a közvetett fékezés elve szerint működik, tehát mentes a fonalsúrlódástól, így fonalsúrlódás csak a súrlódó testen (vagy a vizsgált szerkezeten) keletkezik. Hagyományos tárcsás fék alkalmazása meghamisítaná a mérést, mivel a súrlódó test előtti fonalszakaszban keltett húzóerő fonalsúrlódásból származna. Az általunk alkalmazott igen kis Í;ördülő-ellenállású tárcsa, amelyet maga a fonal orgat, nem eredményez fonalsúrlódást. A tárcsa fékezése közvetett módon, változtatható rugóerőből származó ellennyomatékkal történik. A 2 tárcsa oldalához 8’ féklap van erősítve, amely álló 8 féklaphoz súrlódik. A 8,8’ féklapok egymás5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
