DE1473293B2

DE1473293B2 - Vorrichtung zum messen der temperatur eines sich bewegenden fadenartigen gebildes

Info

Publication number: DE1473293B2
Application number: DE19621473293
Authority: DE
Inventors: Pensacola Fla Home Ronald (V St A)
Original assignee: Monsanto Co
Current assignee: Monsanto Co
Priority date: 1961-07-10
Filing date: 1962-07-05
Publication date: 1971-09-09
Also published as: DE1473293A1; US3204462A; GB1008148A; CH392927A

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung Temperatur gemessen wird, indem eine Thermoele-

zum Messen der Temperatur eines sich bewegenden mentverbindungsstelle zur Anwendung gelangt und

fadenartigen Gebildes mit einer spannungserzeugen- in Eingriff oder in Berührung mit dem sich bewe-

den Thermoelementeinrichtung, mit einer mit dem genden Fadengebilde angeordnet wird, wobei ein

Thermoelement gekoppelten Spannungsmeßeinrich- 5 Widersiandserhitzer für die Erwärmung der Thermo-

tung und mit einer Widerstandsheizeinrichtung zum elementverbindungsstelle auf die gewünschte Garn-

Erhitzen des Thermoelements. temperatur vorhanden ist.

Bei der Herstellung von synthetischen Fäden oder Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung zum

Fasern ist es gewöhnlich wesentlich, die Fäden oder Messen der Temperatur eines sich bewegenden faden-

Fasern in einer oder mehreren Stufen des Herstel- io atigen Gebildes mit einer Spannungserzeugenden

lungsvorganges wärmezubehandeln. Fäden oder Thermoelementeinrichtung mit einer mit dem Ther-

Garne werden zwecks Tempern, Strecken, Entspan- , ., moelement gekoppelten Spannungsmeßeinrichtung

nen, Texturieren od. dgl. erhitzt. Für die Herstellung und "mit einer Widerstandsheizeinrichtung zum Er-

eines brauchbaren Garnes sind gewöhnlich ein oder hitzen des Thermoelements geschaffen, die dadurch

mehrere dieser Behandlungen erforderlich.. Das Er- 15 gekennzeichnet ist, daß das Thermoelement eine ein-

wärmen oder Erhitzen kann nicht bei irgendeiner zige Verbindungsstelle aufweist, die das sich bewe-

Temperatur ausgeführt werden. Für die·Erzielung gende fadenartigen Gebilde direkt berührt und mit

von optimalen Ergebnissen muß., der Faden oder das der Spannungsmeßeinrichtung, mit welcher keine

Garn auf eine Temperatur innerhalb eines engen Be- weitere Thermoelementverbindungsstelle verbunden

reiches, der von der zu behandelnden, besonderen 20 ist, durch die Thermoelementschenkel unmittelbar

synthetischen Faser abhängt, erhitzt werden. Die ge- verbunden ist, die so gestaltet sind, daß sie eine V-för-

wünschten Gareneigenschaften können nicht erhalten mige Führung, für das sich bewegende fadenartige ■

werden, wenn das Garn auf eine Temperatur außer- Gebilde bilden und dieses in direkter Berührung mit

halb des besonderen Bereiches erhitzt wird. der an der Spitze der V-förmigen Führung angeord-

Eine genaue Messung der Temperatur eines sich 25 neten Thermoelementverbindungsstelle halten,

bewegenden Garnes ist jedoch sehr schwierig. Aus Bei der Vorrichtung gemäß der Erfindung wird ein

diesem Grund war das Erhitzen von Garn weitgehend mit der Thermoelementverbindungsstelle oder -perle

eine empirische Angelegenheit. punktverschweißter Chromnickeldraht, der mit einer

Es ist ein Verfahren zum Messen der Temperatur Batterie verbunden ist, für die Erwärmung der Thervon Schweißstellen während des Schweißvorganges 30 moelementverbindungsstelle auf eine Temperatur bekannt, wobei lediglich eine Anzeige erhalten wer- entsprechend der gewünschten Garntemperatur beden soll, wenn eine Schweißelektrode eine- ausge- - nützt:-Die durctrdas-Thermoelement erzeugten Anwählte Temperatur erreicht. Dabei ist ein Thermoele- derungen des EMK-Wertes zeigen die Temperaturment mit einer Elektrode einer Schweißvorrichtung; Schwankungen in dem sich bewegenden Garn an.
in Berührung und kann nicht mit dem zu verschwei- 35 '· Die Erfindung wird nachstehend an Hand der ßenden Gegenstand in Berührung gebracht werden, Zeichnung näher erläutert, die in schematischer Dardessen Temperatur letzten Endes gemessen werden soll. stellung einen Stromkreis zeigt.

Es ist ferner ein Temperaturmeßbügel nach In der Zeichung ist ein Temperaturanzeigeinstru-A. Z a s t e r a bekannt, wobei ein aus Wärmeschutz- ment 11 bekannter Art in Verbindung mittels stoff bestehender Bügel in einem Einschnitt das Ther- 40 Schenkeln 12 und 13· mit^: einer- Thermoelementvermoelement aufnimmt, das durch eine Bohrung von bindungsstelle 16 gezeigt. Die Verbindungsstelle 16 oben zugeführt ist. Die Schenkel des Eiseri-Konstan- wird durch Punktverschweißüng der Enden der tan-Elementes sind durchweinen Schutzlack elektrisch Schenkel 12 und 13 in üblicher Weise gebildet, wovoneinander getrennt und in einer Nut zunächst bei der Schenkel 12 aus einer Chromnickellegierung gleichlaufend zum messenden-Draht'geführt,·-um eine 45 (Chromel) und der Schenkel 13 aus einer Nickelalu-Wärmeableitung aus der Heißlötstelle in die Schenkel miniumlegierung (Alumel) besteht. Die Einrichtung zu vermeiden. Ein dünner Korkstreifen zwischen oder das Meßgerät 11 mißt die durch das Thermo-Thermoelement und Wärmeschutzstück soll eine element erzeugte EMK und ist auf die Angabe der Wärmeabgabe an den Bügel verhindern. Der Bügel Temperatur der Vierbindungsstelle 16 kalibriert,
ist mit einer Holzklappe durch zwei Zylinderkopf- 5° Ein Chromnickelwiderstandsdraht 20 ist mit der schrauben, die an ihren Enden mit rechtwinkligen Verbindungsstelle 16 punktverschweißt, wie in der Einschnitten zur Führung des Drahtes während der Zeichnung gezeigt. Eine Batterie 21 ist mit dem Draht Messung, versehen, sind,- verbunden.-Die Tiefe dieser 20 verbunden,- um · den Heizstrom-für- den WiderEinschnitte ist so auf die Lage des Thermoelementes Standsdraht zur Erwärmung der Thermoelementverabgestimmt, daß zwischen der Heißlötstelle und der 55 bindungssteile 16 zu liefern.

Drahtoberfläche während des Versuchs-ein Abstand Ein Potentiometer 22, welches mit der Batterie 21

von 0,5 bis lmm bestehenbleibt. Die Kaltlötstellen in Reihe geschaltet ist, dient zur Einstellung der auf

des Elementes, von denen Verbindungsleituhgen zum den Widerstandsdraht 20 angelegten Spannung, um

Anzeigegerät führen, werden hierbei auf 0° C ge- dadurch den Stromfluß in' diesem Draht zu regeln,

halten. 60 Die Einstellung des Stromflusses in dem Widerstands-

Diese bekannte Vorrichtung ist jedoch nicht ge- draht 20 regelt die Temperatur, auf welche die Vereignet, um die Temperatur eines sich bewegenden bindungsstelle 16 erhitzt wird. Die Thermoelementfadenartigen Gebildes mit der gewünschten Genauig- schenkel 12 und 13 und der Widerstandsdraht 20 keit zu messen. sind in einem Rohr 25 untergebracht, wobei die verAufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung 65 schiedenen Drähte voneinander isoliert vorliegen,
einer neuen und verbesserten Vorrichtung zum Mes- Die Thermoelementschenkel 12 und 13 erstrecken sen der Temperatur eines sich bewegenden fadenar- sich von der Verbindungsstelle 16 und laufen auseintigen Gebildes, wobei kontinuierlich und genau die ander unter Bildung einer V-förmigen Garnführung,

wobei die Verbindungsstelle 16 im Scheitelpunkt der V-Form liegt, so daß ein Garn 26, welches durch die V-Form geht, in Eingriff oder in Berührung gelangt und sich über die Verbindungsstelle 16 bewegt. Chromnickellegierung und Nickelaluminiumlegierung (Chromel und Alumel) werden für das Thermoelement aus dem Grund verwendet, da diese Legierungen abnutzungsbeständiger sind als einige andere, üblicherweise bei Thermoelementen verwendete Legierungen.

Im Betrieb der Vorrichtung wird das Potentiometer so eingeregelt, daß der Stromfluß in dem Chromnickel-Widerstandsdraht 20 die Thermoelementverbindungsstelle 16 auf eine Temperatur erwärmt, welche die Temperatur, auf welche die Fadenlinie oder das Garn 26 erhitzt werden soll, ist. Bei genauer Einstellung des Potentiometers 22 gibt das Anzeigegerät 11 die Temperatur an, auf welche das Garn er- ^vünschterweise erhitzt werden soll. Das sich bewegende Garn wird dann in der durch die Thermoelementschenkel 12 und 13 gebildeten V-Form gelagert.

Die Temperatur des Garnes 26 gibt, falls sie von \ der gewünschten Temperatur abweicht, eine Änderung der von dem Meßgerät 11 angezeigten Ablesung. Wenn die Garntemperatur bei dem gewünschten Wert ist, befindet sich das Garn und die Thermoelementverbindungsstelle 16 bei derselben Temperatur, und die Ablesung auf dem Meßgerät 11 bleibt unverändert.

Falls das Garn oberhalb des gewünschten Arbeitswertes ist, erhöht das Garn die Temperatur der Verbindungsstelle 16, wodurch bewirkt wird, daß das Meßgerät eine höhere Ablesung anzeigt; diese höhere Ablesung entspricht der tatsächlichen Temperatur des Garns. Falls die Garntemperatur unterhalb des gewünschten Arbeitswertes liegt, ist das Garn kühler als die Verbindungsstelle 16 und nimmt dadurch Wärme aus der Verbindungsstelle auf. Dadurch wird die Erzeugung einer geringeren EMK durch das Thermoelement hervorgerufen. Dies führt dazu, daß das Meßgerät 11 eine niedrigere Ablesung als die normale anzeigt, wobei diese Ablesung der tatsächlichen Garntemperatur entspricht.

Kurz gesagt, besteht hier keine Wärmeübertragung aus dem Garn zu der Thermoelementverbindungsstelle 16 oder umgekehrt, wenn das Garn bei der gewünschten Temperatur vorliegt, da das Garn und die Verbindungsstelle sich bei gleicher Temperatur befinden. Wenn jedoch die Garntemperatur schwankt, findet ein geringer Wärmeübergang zu oder von der Thermoelementverbindungsstelle 16 statt. Dieser Wärmeübergang verändert die Ablesung des Meßgeräts 11, so daß es die tatsächliche Temperatur des Garnes angibt.

Bei einem gebräuchlichen System hängt die durch das Meßgerät angezeigte Temperaturablesung stets von einer Wärmeübertragung aus einem erhitzten Gegenstand zu dem Thermoelement ab. Wenn der Wärmeübergang nicht wirksam ist, ist die angezeigte Temperatur niedriger als die tatsächliche Temperatur des erhitzten Gegenstandes. Auch wenn der Gegenstand weit oberhalb Raumtemperatur erhitzt ist, muß eine hohe Geschwindigkeit des Wärmeübergangs vorhanden sein, um eine genaue Messung zu erhalten. Da für die Überführung der Wärmemenge eine lange Anlaufzeit erforderlich ist, um die Thermoelementverbindungsstelle auf die Temperatur des erhitzten Gegenstandes zu erhöhen, ist die gebräuchliche An-Ordnung in der Messung der Temperatur eines sich bewegenden Garnes nicht sehr genau. Das Verfahren gemäß der Erfindung ist diesen Nachteilen nicht unterworfen.

Das Verfahren gemäß der Erfindung ist in seiner

zo Genauigkeit nicht von einer hohen Geschwindigkeit der Wärmeübertragung abhängig. Tatsächlich wird unter normalen Bedingungen überhaupt kein Wärmeübergang zu oder aus dem Thermoelement erfordert, um eine genaue Angabe der Temperatur des sich bewegenden Garnes zu erhalten. Wenn die Garntemperatur von dem gewünschten Wert abweicht, ist nur ein leichter Wärmeübergang zu oder aus der Thermoelementverbindungsstelle erforderlich, um eine genaue Temperaturmessung zu schaffen. Hierdurch wird die Genauigkeit der Vorrichtung sichergestellt.

Claims

Patentanspruch:

Vorrichtung zum Messen der Temperatur eines sich bewegenden fadenartigen Gebildes mit einer spannungserzeugenden Thermoelementeinrichtung mit einer mit dem Thermoelement gekoppelten Spannungsmeßeinrichtung und mit einer Widerstandsheizeinrichtung zum Erhitzen des Thermoelements, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoelement eine einzige Verbindungsstelle (16) aufweist, die das sich bewegende fadenartige Gebilde direkt berührt und mit der Spannungsmeßeinrichtung (11), mit weleher keine weitere Thermoelementverbindungsstelle verbunden ist, durch die Thermoelementschenkel (12,13) unmittelbar verbunden ist, die so gestaltet sind, daß sie eine V-förmige Führung für das sich bewegende fadenartige Gebilde (26) bilden und dieses in direkter Berührung mit der an der Spitze der V-förmigen Führung angeordneten Thermoelementverbindungsstelle (16) halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen