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Verfahren und Vorrichtung zur Messung der inneren Reibring von Fliissigkeiten, insbesondere von Schmiermitteln und (ler Reibung zwischen Flüssigkeiten und festen
Körpern.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Messung der inneren Reibung einer Flüssigkeit oder auch der Reibung zwischen einer Flüssigkeit und einer festen Fläche, u. zw. in erster Linie, aber nicht ausschliesslich, zur Bestimmung des Reibungskoeffizienten von Schmiermitteln, insbesondere von Schmierölen. Sie bezweckt, diese Bestimmung insbesondere für grosse lineare Geschwin- I digkeiten verlässlich durchführen und im Gegensatz zu bekannten Vorrichtungen die Flüssigkeit- reibung und die Reibung zwischen Flüssigkeit und festem Körper gesondert untersuchen zu können.
Zu diesem Zwecke wird eine Einrichtung benutzt, wie sie im grossen und ganzen für ähnliche Zwecke bereits bekannt ist. Diese besteht aus zwei, meist zylindrischen, um eine gemeinsame lotrechte Achse drehbaren Teilen, von welchen der eine leer läuft, während der andere mechanisch angetrieben wird und die beide zwischen sich einen meist ringförmigen, die zu untersuchende Flüssigkeit aufnehmenden
Hohlraum belassen. Im Sinne der Erfindung sind, je nachdem die innere Reibung der Flüssigkeit oder die Reibung an einer festen Fläche geprüft werden soll, auf der arbeitenden Fläche der beiden erwähnten
Teile oder des einen derselben Hohlräume von solcher Form vorgesehen, dass die diese Hohlräume aus- füllenden Teile der Flüssigkeit mit dem betreffenden sich drehenden Teil gewissermassen einen einzigen i Umdrehungskörper bilden.
Bei der Drehung der Teile werden also sozusagen von dem Flüssigkeit- körper eine bzw. zwei Schichten oder Mäntel abgeschnitten, die als umlaufende flüssige Wände betrachtet werden können.
Von dem in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zum
Messen der inneren Reibung einer Flüssigkeit zeigt Fig. 1 zur Hälfte die Seitenansicht, zur Hälfte einen aufrechten Schnitt durch die Achse und Fig. 2 die Draufsicht, wobei einige in Fig. 1 ersichtliche Teile weggelassen sind.
Von den beiden umlaufenden Teilen ist a der innere Zylinder und b die ihn gleichachsig umgebende
Trommel. Der ringförmige, für die Aufnahme der Flüssigkeit dienende Zwischenraum zwischen beiden kann durch Auswechseln eines der Teile oder beider verändert werden. An den arbeitenden Mantel- flächen der Teile a und b sind durch zweckmässig symmetrische knapp nebeneinander angeordnete Riefen,
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Trommel b läuft leer, u. zw., ebenso wie a, mit möglichst geringer Reibung, zu welchem Zwecke beide Teile auf Kugeln oder Rollen gelagert sind, so dass man z. B. den Zylinder a mit einer Umfangsgeschwindigkeit bis zu 12 m/see laufen lassen kann.
Bei der Drehung der Teile um die Achse d wird also durch die Hohlraumränder ein schmaler Flüssigkeitsring herausgeschnitten, der innen und aussen durch sich drehende flüssige Wände begrenzt wird. Durch Messen der Kraft, mit welcher die Trommel mitgenommen wird, kann man daher die innere Reibung bestimmen. Um diese Kraft zu messen, kann man beispielsweise die Trommel durch einen Faden e od. dgl. so fest halten, dass sie sich nicht drehen kann und den Zug des Fadens in bekannter Weise durch Gewichte oder durch ein Dynamometer messen.
Um die Reibung einer Flüssigkeit an einer festen Fläche zu untersuchen, wird ein Zylinder a verwendet, dessen Mantel derart behandelt wurde,. dass er genau so beschaffen ist wie die in Frage kommende
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falls bei der zu untersuchenden Fläche vorkommen. Die Trommel b bleibt so, wie sie für die vorerst vorzunehmende Messung der inneren Reibung der Flüssigkeit verwendet wurde.
Die nunmehr gemessene Arbeit ist daher nicht jene, welche sich aus der Reibung an zwei gleichachsigen, nämlich die Hohlraumkanten bei al und b1 verbindenden Flächen ergibt, sondern die Summe der Arbeit, welche erforderlich wird durch die innere Reibung in der Flüssigkeitsfläche an den Hohlraumkanten der Trommel b und die Reibung an der Wand des Zylinders a.
Die letztere kann man errechnen, indem man von dem gemessenen Gesamtwert die Hälfte des bei der Messung der inneren Reibung erhaltenen Wertes mit einer entsprechenden kleinen Korrektur
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ausgewechselt.
Zweckmässig werden auch Mittel zum Messen der Temperatur des Öles und der Flächen sowie Einrichtungen zum Erwärmen oder Kühlen vorgesehen, um so genau jene Bedingungen schaffen zu können, wie sie in der Praxis vorkommen. Die Temperatur des zulaufenden Öles kann durch ein an die Zulaufleitung c angeschlossenes Thermometer f gemessen werden.
Es kann auch die Trommel angetrieben und der innere Zylinder durch die Flüssigkeit mitgenommen werden, oder die beiden Teile a und b können durch. zwei Scheiben ersetzt werden, von denen eine mit einem Rand versehen, also tassenförmig ausgebildet ist, wobei der Durchmesser dieser Scheiben genügend gross sein muss, so dass man die Reibung der Flüssigkeit an der seitlichen Tassenwand vernachlässigen kann.
PATENT-ANSPRÜCHE : - 1. Verfahren zur Messung der inneren Reibung von Flüssigkeiten, insbesondere von Schmiermitteln, oder der Reibung zwischen Flüssigkeiten und festen Körpern vermittels zweier um eine gemeinsame lotrechte Achse drehbarer und zwischen sich einen ringförmigen Zwischenraum für die Aufnahme der Flüssigkeit belassender Teile, dadurch gekennzeichnet, dass man für die Bestimmung der inneren Reibung die den Arbeitsflächen beider Teile zunächst liegenden Flüssigkeitsschichten und für die Bestimmung der Reibung zwischen festem Körper und Flüssigkeit die der Arbeitsfläche des einen Teiles zunächst liegende Flüssigkeitssehichte von den entsprechenden Teilen so mitnehmen lässt,
dass diese Flüssigkeitssehichte mit diesem Teil gewissermassen einen einzigen Umdrehungskörper bildet.
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Method and device for measuring the inner friction ring of liquids, in particular of lubricants and friction between liquids and solids
Bodies.
The invention relates to a method and a device for measuring the internal friction of a liquid or the friction between a liquid and a solid surface, u. primarily, but not exclusively, for determining the coefficient of friction of lubricants, especially lubricating oils. Its purpose is to reliably carry out this determination, in particular for high linear speeds, and, in contrast to known devices, to be able to examine the fluid friction and the friction between fluid and solid body separately.
For this purpose a device is used as it is by and large already known for similar purposes. This consists of two, mostly cylindrical, parts rotatable about a common vertical axis, one of which runs idle, while the other is mechanically driven and the two between them hold a mostly ring-shaped liquid to be examined
Leave a cavity. For the purposes of the invention, depending on whether the internal friction of the liquid or the friction on a solid surface is to be tested, the two mentioned on the working surface
Parts or one of the same cavities are provided with a shape such that the parts of the liquid which fill these cavities form, to a certain extent, a single body of revolution with the relevant rotating part.
When the parts are rotated, one or two layers or sheaths are cut off, so to speak, from the body of liquid, which can be viewed as circumferential liquid walls.
From the embodiment of a device shown schematically in the drawing
Measuring the internal friction of a liquid, FIG. 1 shows half the side view, half an upright section through the axis and FIG. 2 shows the plan view, some parts visible in FIG. 1 being omitted.
Of the two rotating parts, a is the inner cylinder and b is the one surrounding it coaxially
Drum. The annular space between the two used to hold the liquid can be changed by exchanging one of the parts or both. On the working outer surfaces of parts a and b are grooves arranged just next to one another, suitably symmetrical,
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Drum b runs empty, u. zw., as well as a, with the lowest possible friction, for which purpose both parts are mounted on balls or rollers, so that you can z. B. can run the cylinder a at a peripheral speed of up to 12 m / see.
When the parts are rotated about the axis d, a narrow liquid ring is cut out through the cavity edges, which is delimited inside and outside by rotating liquid walls. By measuring the force with which the drum is entrained, one can therefore determine the internal friction. In order to measure this force, one can, for example, hold the drum with a thread or the like so tightly that it cannot rotate and measure the tension of the thread in a known manner using weights or a dynamometer.
To investigate the friction of a liquid on a solid surface, a cylinder a is used, the jacket of which has been treated in this way. that it is made exactly like the one in question
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if occur in the area to be examined. The drum b remains as it was used for the measurement of the internal friction of the liquid, which is to be carried out for the time being.
The work now measured is therefore not that which results from the friction on two equiaxed surfaces, namely the cavity edges at al and b1 connecting surfaces, but the sum of the work that is required by the internal friction in the liquid surface on the cavity edges of the drum b and the friction on the wall of the cylinder a.
The latter can be calculated by subtracting half of the value obtained from the measurement of the internal friction from the total value measured with a corresponding small correction
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exchanged.
Means for measuring the temperature of the oil and the surfaces as well as devices for heating or cooling are expediently provided in order to be able to create exactly those conditions as they occur in practice. The temperature of the incoming oil can be measured by a thermometer f connected to the inlet line c.
The drum can also be driven and the inner cylinder can be carried along by the liquid, or the two parts a and b can pass through. two disks are replaced, one of which is provided with an edge, that is, cup-shaped, the diameter of these disks must be large enough so that the friction of the liquid on the side cup wall can be neglected.
PATENT CLAIMS: - 1. Method for measuring the internal friction of liquids, in particular of lubricants, or the friction between liquids and solid bodies by means of two parts which can be rotated about a common vertical axis and leave an annular space between them for receiving the liquid, characterized in that for the determination of the internal friction the liquid layers lying next to the working surfaces of both parts and for the determination of the friction between solid body and liquid the liquid layer lying next to the working surface of one part is allowed to be taken along from the corresponding parts,
that this layer of liquid forms a single body of revolution with this part.