AT505939B1 - Verfahren zum abstreifen bzw. trimmen von rheologisch zu untersuchenden proben - Google Patents
Verfahren zum abstreifen bzw. trimmen von rheologisch zu untersuchenden proben Download PDFInfo
- Publication number
- AT505939B1 AT505939B1 AT0068608A AT6862008A AT505939B1 AT 505939 B1 AT505939 B1 AT 505939B1 AT 0068608 A AT0068608 A AT 0068608A AT 6862008 A AT6862008 A AT 6862008A AT 505939 B1 AT505939 B1 AT 505939B1
- Authority
- AT
- Austria
- Prior art keywords
- plates
- blade
- plate
- stripping
- rheometer
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 16
- 238000009966 trimming Methods 0.000 title claims description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims description 37
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 18
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 16
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 claims description 15
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 3
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 claims 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims 1
- 239000010426 asphalt Substances 0.000 description 7
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 5
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 5
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000006072 paste Substances 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 2
- 241001012508 Carpiodes cyprinus Species 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000806 elastomer Substances 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 1
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000013208 measuring procedure Methods 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000003908 quality control method Methods 0.000 description 1
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 1
- 238000007790 scraping Methods 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000013595 supernatant sample Substances 0.000 description 1
- 239000003190 viscoelastic substance Substances 0.000 description 1
- 229940006076 viscoelastic substance Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N1/00—Sampling; Preparing specimens for investigation
- G01N1/28—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q
- G01N1/286—Preparing specimens for investigation including physical details of (bio-)chemical methods covered elsewhere, e.g. G01N33/50, C12Q involving mechanical work, e.g. chopping, disintegrating, compacting, homogenising
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
- G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
- G01N11/14—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by using rotary bodies, e.g. vane
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
- G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
- G01N11/14—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by using rotary bodies, e.g. vane
- G01N11/142—Sample held between two members substantially perpendicular to axis of rotation, e.g. parallel plate viscometer
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
- G01N3/24—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady shearing forces
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
- G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
- G01N11/16—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
- G01N11/162—Oscillations being torsional, e.g. produced by rotating bodies
- G01N11/165—Sample held between two members substantially perpendicular to axis of rotation, e.g. parallel plate viscometer
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T82/00—Turning
- Y10T82/10—Process of turning
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Description
2 AT 505 939 B1
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neues Verfahren zum automatischen Abstreifen bzw. Trimmen von Proben im Zuge einer reproduzierbaren Messung der Theologischen Eigenschaften von hochviskosen und festen Proben, wie z.B. von Asphalt- oder Polymerproben, in einem Platte/Platte-Rheometer gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, welches die im Kennzeichen 5 dieses Anspruchs genannten Merkmale aufweist.
Die gemäß Anspruch 1 vorgesehene Relativ-Kreis-Drehbewegung wird so geführt, dass der ; reale und/oder virtuelle Relativ-Drehvorschub der Schneide der Abstreifmesser-Klinge gegen den virtuellen und/oder realen Umfangs-Kreis-Drehvorschub der Platten (1, T) erfolgt. Die io Ausdrücke "virtueller" und "realer" Drehvorschub bezeichnen die beiden Varianten der Relativbewegung: Entweder man bewegt das Messer rund um die beiden Messteile des Rheometers, oder man bewegt die beiden Messteile synchron am stehenden Messer entlang, indem man die beiden Messteile um die gemeinsame Achse dreht. 15 Einen weiteren wesentlichen Gegenstand der Erfindung bildet eine neue Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens.
Rotationsrheometer, wie z.B. aus der DE102005001437 A1 bekannt, können mit den unterschiedlichsten Messkörpern ausgestattet werden. Diese sind zum Teil genormt und umfassen 20 im Wesentlichen Kegel/Platte-, Platte/Platte- und Zylinder-Messsysteme.
Das Platte/Platte-Messsystem umfasst zwei ebene kreisrunde Platten. Im Regelfall bildet die obere Platte den dreh-beweglichen Teil der Messgeometrie und ist an einer Messwelle mit Messmotor montiert (Rotor), während die untere, feststehende Platte (Stator) in definiertem 25 Abstand am Rheometerstativ befestigt ist. In dieser Geometrie eröffnet das Rheometer die Möglichkeit zu unterschiedlichen Theologischen Untersuchungen.
Neben sogenannten CSR-Versuchen, wobei die Messwelle mit konstanter Drehzahl beaufschlagt und das Drehmoment gemessen wird, und CSS-Versuchen, wobei mit konstantem 30 Drehmoment beaufschlagt wird und die Drehzahl bzw. die Drehposition gemessen wird sind auch Oszillationsversuche durch Beaufschlagung der Messwelle mit einer Drehbewegung in Wellenform möglich.
Die beiden oben genannten Buchstabenfolgen CSR und CSS haben folgende Bedeutung: CSR 35 ist die Abkürzung für Controlled Shear Rate und steht für die Versuchsdurchführung unter Vorgabe der Scherrate und CSS ist die Abkürzung für Controlled Shear Stress und bedeutet die Versuchsdurchführung mit dem Rotationsrheometer unter Schubspannungsvorgabe. CSR wird üblicherweise gewählt, wenn die Probenflüssigkeit von selbst verläuft und die Viskosi-40 tät bei definierten Fließgeschwindigkeiten simuliert werden soll, während der CSS-Versuch die klassische Methode zur Fließgrenzenbestimmung von Dispersionen, Pasten oder Gelen ist.
Das soeben beschriebene Rheometer gibt die Bewegung des einen Plattenteils bei gleichzeitiger Messung des auf dieselbe Platte einwirkenden Drehmoments vor. Davon unterschiedene 45 Messanordnungen mit Trennung von Antriebsmotor für die Rotation und Messung des Drehmoments in analoger Platte/Platte-Geometrie sind bekannt und können problemlos mit dem erfindungsgemäßen Abstreif- bzw. Trimm-Werkzeug ausgestattet werden.
Im Vergleich zu Theologischen Messungen in anderen Geometrien, z.B. gemäß dem bekannten so Couette-Prinzip in Zylindergeometrie, bieten die Platte/Platte-Messsysteme den Vorteil, dass damit auch Proben mit dreidimensionaler Struktur, aushärtende und vernetzende Substanzen bis hin zu weichen Festkörpern in Scheibenform rheologisch untersucht werden können.
Anwendungsbeispiele dafür sind Pasten, Schmelzen von gefüllten Polymeren, Granulatkörper 55 bzw. Pellets, Elastomere, Gummi, gepresste Pulver, Asphalt u.dgl. Details zu derartigen Versu- 3 AT 505 939 B1 chen sind z.B. in "Das Rheologie Handbuch" 2, Auflage von Thomas Metzger, Vincentz Net-work/Coatings Compendien, Hannover, (2006) zu finden.
Viele der im Zusammenhang mit ihrer Rheologie interessierenden Proben zeigen ein zeit-5 und/oder temperaturabhängiges Verhalten. Bei tiefen Temperaturen unterhalb der Schmelztemperatur können komplexe Überstrukturen festkörperartig starr vorliegen, die Proben sind inflexibel und spröde. Bei Erwärmung erweichen sie dann und haben Fließeigenschaft.
Eine wichtige Anwendung für diesen Spezialfall ist beispielsweise die Vermessung von Poly-io merproben sowie von Asphalt bzw. Bitumen, also von typisch thermoviskosen Stoffe, deren Verhalten sich mit der Temperatur üblicherweise kontinuierlich verändert. Die Anforderungen an Straßenbaubitumen sind z.B. in der EN 12 591 festgelegt.
Bekannt ist, dass bei Untersuchungen an viskoelastischen Substanzen bei Rheometern mit 15 Platte/Platte-Geometrie Randeffekte, wie z.B. Spaltentleerung oder Auskriechen aus dem Spalt zwischen den Platten, auftreten, die das Messergebnis jeweils abhängig von der Messgeometrie verfälschen. Der bestimmende Einfluss von Randeffekten ist seit langem bekannt und führt zu unterschiedlichen Empfehlungen, beispielsweise schreibt die ISO 6721-10 für Polymerprüfungen definierte Werte für das Verhältnis des Plattendurchmessers (2R) zur Höhe des Mess-20 Spaltes (H) zwischen den Platten vor.
Auch zur Bestimmung der rheologischen Eigenschaften von Asphalt existieren genaue Messvorschriften zur Probenvorbereitung, (z. B. ASTM D7175-07 / AASHTO T315-06). Das normgemäße Messverfahren beschreibt die Vorbereitung zur Vermessung von Asphaltpellets in 25 mehreren Schritten. Das Probenplättchen wird auf die untere, üblicherweise feststehende Platte gelegt und vortemperiert. Nach Erreichen der jeweils vorgegebenen Starttemperatur wird die obere Platte soweit abgesenkt, dass sich die Probenoberseite und die Plattenunterseite der Messplatte gerade berühren. Danach wird der eventuell über den Rand der Platten herausgequollene bzw. überstehende Teil der Probe bis jetzt durch händisches Abstreifen des Überstan-30 des dem Plattenrand entlang entfernt.
Nachfolgend wird durch geringen Vorschub der oberen Platte bzw. durch Verringerung des Abstandes der Platten um 50 pm die Probe zwischen den Platten leicht vorgespannt. So steht für jeden Versuch eine annähernd gleiche, bauchige Probengeometrie zwischen den Platten mit 35 ausreichender Haftung der Probe an den Plattenflächen zur Verfügung, um die rheologischen Kenngrößen derselben zu bestimmen.
Analoge Vorgehensweisen werden auch beim Vorbereiten anderer Festkörperproben, insbesondere bei Pelletproben aus hochviskosem bzw. festem Material, gewählt. 40
In der Mitte ist die feststehende Platte zur Aufnahme der Probe justiert. Die an sich bekannte obere Platte wird, wie beschrieben, auf die Probe abgesenkt und es wird auf diese Weise der Kontakt zwischen Probenoberflächen und Platteninnenflächen hergestellt. 45 Danach wird die überstehende Probe mittels Messer, Draht, Schaber od. dgl. in einem bestimmten Winkel am Plattenrand hündisch abgestreift wird. Gegebenenfalls wird die Distanz zwischen den beiden Platten vor und/oder nach dem Abstreifen um einen definierten Vorschubsbetrag verringert. 50 Einen ganz wesentlichen Nachteil bei dem hündischen Abstreifen der randüberstehenden Pro-ben-Teile stellt die mangelnde Reproduzierbarkeit dieses Vorgangs dar. Die Temperatur des Abstreifwerkzeuges, der Anstellwinkel des Abstreifers gegen die Probenoberfläche und die Art der Bearbeitung, also insbesondere der beim Abstreifen auf Plattenränder ausgeübte Druck oder aber, ob in einem durchgehenden Arbeitsgang oder mit mehrmaligem Absetzen umfahren 55 wird, führt zu differierenden Randgeometrien, die bekanntermaßen das Messergebnis beein- 4 AT 505 939 B1 flussen.
In vielen Versuchs-Fragestellungen, wie z.B. bei der Qualitätsüberwachung in Produktionsprozessen, bei der Entwicklung von Zusätzen zu Polymerproben und dgl. sind die Vergleichbarkeit 5 der Einzelmessungen und die Bestimmung der Änderungen der Theologischen Parameter der jeweiligen Proben von essentieller Bedeutung.
Die vorliegende Erfindung betrifft nunmehr ein Verfahren und eine Vorrichtung, mittels welchem bzw. welcher zum ersten Mal ein tatsächlich reproduzierbares Trimmen von hochviskosen io Proben in einem Platte/Platte-Rheometer zur Erreichung einer wesentlichen Verbesserung der Reproduzierbarkeit und Vergleichbarkeit der Einzelmessungen ermöglicht ist.
Der wesentliche Vorteil des neuen Verfahrens besteht darin, dass die oben erläuterten, die Reproduzierbarkeit ungünstig beeinflussenden bzw. sogar fälschenden Randeffekte als Folge 15 unregelmäßig abgestreifter Proben-Überstände bzw. unregelmäßiger Probenränder im Messsystem minimiert bzw. praktisch ausgeschaltet werden.
Ein weiterer Vorteil der gemäß dem neuen Verfahren zum Trimmen der Probe arbeitenden neuen Anordnung besteht in der Automatisierbarkeit der Messungen. 20
Will man z.B. ein High-Troughput-Rheometer, wie beispielsweise ein solches aus der Produktion der Anmelderin mit automatischem Probenwechsler für hohen Probendurchsatz mittels Messroboter Anton Paar RoboticRheometry™, auch für zu trimmende Pelletproben verwenden, so soll bzw. muss auch das Trimmen der Proben mittels einer automatisch arbeitenden Vorrich-25 tung zum Abstreifen des Proben-Überstandes erfolgen. Diese Vorrichtung bildet, wie eingangs kurz erwähnt, einen weiteren wesentlichen Gegenstand der Erfindung.
Wie dem Anspruch 1 zu entnehmen, ist es erfindungsgemäß wesentlich, für einen Unterschied zwischen der Drehvorschubsgeschwindigkeit des Umfangsrandes der die Materialprobe zwi-30 sehen einander haltenden Platten des Rheometers und der Drehvorschubsgeschwindigkeit der Schneide der Klinge des Abstreifwerkzeuges zu sorgen, wobei der Relativ-Drehvorschub der Plattenränder in Richtung auf die Klinge bzw. deren Schneide zu erfolgen muss. Über die günstigsterweise einzuhaltenden Winkel zwischen der Klinge des Abstreifwerkzeugs 35 und dem Umfangsrand der Rheometerplatten an der Berührungsstelle bzw. -linie der Abstreif-Schneide an dem Umfangsrand der Platten gibt der Anspruch 2 näher Auskunft.
Der Anspruch 3 zeigt eine im Rahmen der Erfindung besonders vorteilhafte Ausführungsform des neuen Abstreifverfahrens mit feststehenden Rheometerplatten und der um dieselben kreis-40 geführten, den reproduzierbar erfolgenden Abtrag des Probenmaterial-Überstandes besorgenden Schneide bzw. Klinge des neuen Abstreifwerzeugs.
Wie schon oben erwähnt, bildet eine neue Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens, bevorzugt gemäß Anspruch 4 einen weiteren wesentlichen Gegenstand der vorliegenden Erfin-45 düng.
Die Ansprüche 5 und 6 betreffen zwei unterschiedliche Ausführungsformen des Drehantriebs für den Abstreifwerkzeug-Haltering. so Dem Anspruch 7 ist eine besondere Form des Zahnrad-Antriebs zu entnehmen.
Gemäß dem Anspruch 8 kann eine Heizeinrichtung für die Abstreifwerkzeug-Klinge vorgesehen sein. 55 Der Anspruch 9 nennt für die Abstreifwerkzeug-Klinge bevorzugt einzusetzende Werkstoffe. 5 AT 505 939 B1
Schließlich gibt der Anspruch 10 näher Auskunft über die Einrichtung zum Anlegen der Werkzeug-Klinge an den Umfangsrand der Rheometerplatten zum Abstreifen des Proben-Über-standes und zum Wegschwenken der Klinge nach Durchlauf der jeweils vorgegebenen Anzahl von Abstreif-Umrundungen. 5
Anhand der Zeichnung wird die Erfindung näher erläutert:
Die Fig. 1 bis 3 zeigen die neue automatische Trimmvorrichtung 200 in einer bevorzugten Ausführungsform für ein Rotationsrheometer 100, wie es die DE 102005001437 A1 beschreibt, io exemplarisch in Schräg- und Seitenaussicht, womit gleichzeitig auch das erfindungsgemäße Verfahren erläutert wird.
Die mit 1 gekennzeichnete kreisrunde Platte ist die feststehende untere Messplatte, 12 ein eingelegtes Pellet einer beispielsweise hochviskosen Probe und 11 bezeichnet hier das System 15 aus oberer, drehbarer Platte 1' und Messschaft 1" von deren Motor eines bekannten Plat-te/Platte-Rheometers 100.
Der untere Teil des Rheometers 100 ist nun abweichend von der bekannten Ausführungsform ausgebildet: Er besitzt neben der Halterung für die untere Platte 1 einen das Rheometer hier 20 allseitig umgebenden Tisch 15, auf dem mittels Dreh-Vorschubeinrichtung 80 ein Abstreifwerkzeug 2 mit distaler Klinge 26 mit frontseitiger Schneide 25 in kreisförmiger Umlauf-Drehbewegung rund um die Platten 1,1' des Rheometers 100 bewegt wird.
Die Dreh-Vorschubeinrichtung 80 ist hier durch einen außen einen Zahnkranz 30 aufweisenden 25 Abstreifwerkzeug-Haltering 3 und einen Antriebsmotor 9 mit von demselben angetriebenen, mit dem soeben genannten Zahnkranz 30 kämmenden Antriebs-Zahnrad 8 realisiert. Der Zahnkranz 30 des Halterings 3 ist hier mit einer in dessen Zähne, vorzugsweise mittig, eingetieften Drehführungs-Nut 31 ausgeführt, die im Zusammenspiel mit Positionshalterungs-Elementen, hier drei Drehführungsrädern 4 mit der Form der Drehführungsnut 31 entsprechende Form 30 aufweisender Peripherie 40 den Abstreifwerkzeug-Haltering 3 in freier Dreipunktlagerung auf bzw. über dem Tisch 15 lagern und dreh-führen.
Jegliche im beschriebenen Sinne brauchbare Alternative, wie eine Ausführungsform z.B. mit einer Antriebsnut im bzw. am Tisch und Antrieb mittels Sprengring oder dgl., bzw. Antrieb mit-35 tels Keilriemen, Kette und mehreren Auflagepunkten, -rädern od. dgl. sind einsetzbar. Selbstverständlich kann der Antrieb statt mittels Elektromotor mittels Pneumatik-Motor erfolgen.
Weiters ist es prinzipiell gleichgültig, ob das Abstreifwerkzeug 2 mit seinem Halte- und Anpressblock 5 gemäß Fig. 1 im Kreis rund um die stehende Platte/Platte-Messanordnung des 40 Rheometers 100 herumgeführt wird, oder ob sich die beiden Platten 1, T an der Abstreifklinge 26 des stehenden Abstreifwerkzeugs 2 bzw. an deren Schneide 25 drehend vorbeibewegen.
Hierbei kann die untere Platte 1 mittels regelbarem Antriebsmotor nebst auf derselben aufliegender, in ihren Theologischen Eigenschaften zu prüfenden Probe bzw. aufliegendem Pellet 45 synchron zusammen mit der oberen, aufliegenden Platte T synchron dreh-bewegt werden, während das Abstreifwerkzeug 2 bzw. dessen Klinge 26 fest steht.
Das den Probenüberstand abstreifende, eigentliche Abstreifelement ist bevorzugterweise die Schneide 25 einer am Kreisumfangsrand 111 der Platten 1, T entlang der Berührungslinie bl so anlegbaren bzw. anliegenden Klinge 26 beliebiger Form aus Metall oder aus einem beliebigem anderem Material, wie z.B. Keramik oder Kunststoff, wobei die chemische Beständigkeit gegenüber dem abzustreifenden Material und ausreichende thermische Beständigkeit bei genügender Wärme-Leitfähigkeit gegeben sein muss. 55 Die Klinge 25 des Abstreifwerkzeugs 2 bzw. das gesamte Werkzeug 2 ist vorteilhafterweise 6 AT 505 939 B1 einfach auswechselbar und zu reinigen. In der hier vorgestellten Form ist es bzw. dessen Arm 27 mittels leicht lösbarer Halterung, vorzugsweise mittels Kugelhalterung im Halteblock 5, festgehalten, in der automatisierten Form kann das Messer bzw. die Klinge 26 gegebenenfalls mittels Vakuumsauger entfernt und mittels Roboterarm ersetzt werden. 5
Dazu kann vom Plattenrand 1 mittels Impulsgeber 6, bevorzugt ein Druckluftschalter, Hydraulikoder Pneumatikzylinder, welcher am Rand des dreh- bzw. schwenkbar gelagerten Halteblocks 5 angreift und das Abstreifwerkzeug 2 durch Rotation bzw. Wegschwenken des Halteblocks 5 von der Probe 12 bzw. vom Kreisumfang der Platten 1,1' gegen die in der Fig. 1 durch einen Pfeil io symbolisierte Schwenkrichtung abhebt, aus- bzw. weggeklappt werden.
Im angeklappten, also am Umfangrand 111 der Platten 1, 1' anliegenden, Zustand wird das Abstreifwerkzeug 2 bzw. dessen Klinge 26 bzw. deren Schneide 25 elastisch vorgespannt gegen den Platten- bzw. gegen den durch dieselben definierten Proben-Umfangsrand 111 15 gedrückt. Dies kann beispielsweise mittels eines Federelements, wie z.B. mittels einer wie aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Spiralfeder 16 erfolgen. Mittels der so vorgespannten Klinge 26 bzw. deren Schneide 25 wird das über den Platten-Umfangsrand 111 überstehende Material der zu testenden Probe 12 gleichmäßig abgehoben. Der Winkel α zwischen Klinge 26 an der Berührungslinie bl der Schneide 25 mit dem Rand 111 und der Tangente tu am Umfangsrand 20 111 der Platten 1,1' beträgt hier z.B. etwa 10°.
Aus der Fig. 2 ist - bei sonst gleichbleibenden Bezugszeichenbedeutungen - der Winkel α zwischen Schneidenverlauf und Tangente tu an der Berührungslinie bl der Schneide 25 der Klinge 26 mit dem Umfangsrand 111 deutlich ersichtlich. 25
Dabei kann bzw. können sowohl die Probe 12 und/oder das Abstreifwerkzeug 2 bzw. dessen Klinge 26 mit Schneide 25 auf eine jeweils für das Abstreifen günstige Temperatur vortemperiert werden, beispielsweise mittels separater Heizvorrichtung für das Abstreifwerkzeug 2 bzw. dessen Klinge 26 oder aber bevorzugt durch Heizung der Probe bzw. des Probenmaterials 12, z.B. 30 mittels der aus der AT 409422 bekannten Peltierkammer.
Die gegenläufige Relativ-Drehbewegung von zwischen den Platten 1,1' angeordneter und über deren Umfangsrand 111 hinausstehender Probe 12 und der Klinge 26 bzw. deren Schneide 25 wird vorteilhaft mittels eines, vorzugsweise optischen, Signalgebers 7 übenwacht, diese Über-35 wachung kann aber auch induktiv, kapazitiv oder magnetisch erfolgen.
Vorzugsweise in einer Feedbackschleife wird der Antriebsmotor 9 bzw. der von ihm bewirkte Dreh-Vorschub des Werkzeug-Halterings 3 relativ zu den Platten 1,1' gesteuert und weiters wird sichergestellt, dass eine jeweils vorgegebene Anzahl von Umdrehungen bzw. Runden des 40 Abstreifens erfolgt. Das Anlegen oder Anpassen der Schneide 25 der Klinge 26 an den Umfangsrand 111 der Platten 1,1' bzw. das Wegklappen derselben von dort erfolgt mittels der, vorzugsweise vom Sensor 7 gesteuerten, Werkzeugsbetätigungseinrichtung 6.
Die jeweiligen Parameter werden vorteilhaft in einer nicht näher dargestellten elektronischen 45 Steuereinheit des Rheometers 100 verarbeitet und gespeichert und, erfolgt auch die Steuerung des Dreh-Vorschubmotors 9 für das Antriebszahnrad 8 auf Basis der Signale vom Signalgeber 7, so ist auch die Dreh-Vorschubgeschwindigkeit im Bereich des Andrehens bzw. Trimmstarts, während des Trimmens und beim Abheben der Klinge 26 vom Umfangsrand 111 der Platten 1, T regelbar und an das jeweils zu trimmende Material der Probe 12 anpassbar. 50
Das mittels des neuen Abstreifwerkzeug entfernte Überstandsmaterial der Probe 12 fällt im einfachsten Fall nach unten und wird z.B. in einer Auffangvorrichtung gesammelt, wodurch eine Verschmutzung des Geräts insgesamt verhindert wird. 55
Claims (10)
- 7 AT 505 939 B1 Patentansprüche: 1. Verfahren zum automatischen Abstreifen bzw. Trimmen von Proben für die reproduzierbare Messung der Theologischen Eigenschaften von hochviskosen bis festen Materialproben 5 mittels Platte/Platte-Rheometer vor Durchführung der genannten Messung dadurch ge kennzeichnet, dass - zum Abstreifen des über den Kreisumfangsrand (111) der beiden Platten (1, T) des Rheometers (100) hinausragenden Überstandes der zwischen den Platten mit, vorzugsweise definiertem, variierbarem Einspannvorgang unterzogenen Materialprobe (12) - eine in ihrem Anstellwinkel (a) zur Tangente (tu) an den Kreisumfangsrand io (111) der Platten (1, T) an der Berührungslinie bzw. -gerade (bl) und, vorzugsweise mit einstellbarem Druck, dort anliegende bzw. angepresste Schneide (25) der mittels einer Haltestrebe (27) von einem Halterungspunkt, insbesondere Anlenkungspunkt (50), eines Halterungsblocks (5) aus abgestützten, insbesondere dort angelenkten, Klinge (26) eines Abstreifwerkzeugs (2) und die Platten (1, T) des Rheometers (100) - relativ zueinander - in 15 zumindest einer voll-umfänglichen Kreis-Drehbewegung gegeneinander kreis-drehbewegt werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinge (26) des Abstreifmessers bzw. deren Schneide (25) entlang von deren Berührungslinie (bl) mit derTangen- 20 te (tu) an den Platten-Kreisumfangsrand (111) entlang der Berührungslinie (bl) der Platten (1, T) einen Winkel (a) von 1 bis 45°, insbesondere von 5 bis 25°, einnimmt.
- 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinge (26) des Abstreifmessers (2) bzw. deren an den Kreisumfangsrand (111) der Platten (1, T) anlie- 25 gend bzw. angepresst gehaltene Schneide (25) um die feststehenden Platten (1, T) des Rheometers (100) zumindest für eine Vollumkreisung kreis-drehbewegt wird.
- 4. Vorrichtung zum automatischen Abstreifen bzw. Trimmen von Proben für die reproduzierbare Messung der Theologischen Eigenschaften von hochviskosen bis festen Materialpro- 30 ben mittels Platte-Platte-Rheometer vor Durchführung der genannten Messung gemäß ei nem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass dieselbe einen am Platte/Platte-Rheometer (100) befestigen, vorzugsweise dasselbe im wesentlichen umgebenden, Tisch (15) mit einem mittels Antriebsmotors (9) und Antriebsrad (8) in eine konzentrische Kreisdrehbewegung um die beiden - die zu untersuchende Materialprobe (12) zwi-35 sehen einander haltenden - Platten (1, T) versetzbaren, eine Berührung der Platten (1, T) bzw. von deren Umfangsrädern (111) vermeidenden Abstreifwerkzeug-Haltering (3) mit auf demselben angeordneten und mit demselben mitdrehbarem Halterungsblock (5) mit von demselben, bevorzugt verschwenkbar gelagert, gehaltenen, vorzugsweise mittels Feder (16) gegen die Platten (1, T) hin - für eine vorbestimmte Anzahl von, gegebenenfalls unter-40 brochenen oder wellenartigen, vollumfänglichen Kreisdrehungen - kraftbeaufschlagbarem und dann seitlich wegklappbaren Abstreifwerkzeug (2) mit einer am freien bzw. distalen Ende eines Arms bzw. Hebels (27), vorzugsweise lösbar, befestigten Klinge (26) mit vorderseitiger, an den Umfangsrand (111) der Platten (1, T) in einem Anstellwinkel (a) zu demselben anliegend bzw. angepresst haltbarer bzw. gehaltener Schneide (25) umfasst. 45
- 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifwerkzeug-Haltering (3) an seiner Außen-Peripherie einen Zahnradkranz (30) aufweist, welcher mit einem das motorgetriebene Haltering-Antriebsrad bildenden Zahnrad (8) kämmt.
- 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Haltering-Antriebsrad (8) mit dem Abstreifwerkzeug-Haltering (3) mittels Riemen, Keilriemen, oder Gliederkette drehverbunden ist.
- 7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstreifwerkzeug-Haltering (3) mit einer vollumfänglich umlaufenden Furche bzw. Nut (31) 55 8 AT 505 939 B1 versehen ist, in welche zumindest drei auf dem Haltetisch (15) voneinander beabstandet gelagerte, im wesentlichen der Querschnittsform der genannten Furche (32) entsprechende Gegen-Querschnittsform aufweisende Umfangsränder (40) aufweisende, für die Halterung und Drehführung des konzentrisch um die Rheometerplatten (1, 1') achswellenlos 5 kreis-drehbewegbaren Abstreifwerkzeug-Halterings (3) vorgesehene Halteräder (4) eingrei fe n,
- 8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinge (26) des Abstreifwerkzeugs (2) und damit deren Schneide (25), insbesondere mittels elekt- lo J rischer Widerstandsheizung, Induktionsheizung oder Peltierelement, auf eine jeweils probenmaterial-abhängig vorgegebene Temperatur aufheizbar ist.
- 9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Klinge (26) des Abstreifwerkzeugs (2) aus einem temperatur- und probenmaterialbeständigen 15 Werkstoff, insbesondere Metall, vorzugsweise Stahl, aus einem Hartmetall, aus Keramik bzw. Hartkeramik oder aus reinem Kunststoff gebildet ist.
- 10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass am Haltetisch (15) eine, vorzugsweise mit einem Hydraulik- oder Pneumatikzylinder oder mit einem 20 elektrischen oder pneumatischen Schalter bestückte bzw. gebildete Einrichtung (6) zum, gegebenenfalls einstellbar, kraftbeaufschlagbaren bzw. kraftbeaufschlagten Anlegen der Schneide (25) der Klinge (26) des Abstreifwerkzeuges (2) an den Umfangsrand (111) der Platten (1, Γ) bzw. zum Wegklappen des- bzw. derselben von dem genannten Umfangsrand (111) nach jeweils vorgegebener Umrundungszahl befestigt ist. 25 Hiezu 3 Blatt Zeichnungen 30. 35 40 45 50 55
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0068608A AT505939B1 (de) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Verfahren zum abstreifen bzw. trimmen von rheologisch zu untersuchenden proben |
| DE102009017709.4A DE102009017709B4 (de) | 2008-04-30 | 2009-04-14 | Verfahren zum Abstreifen bzw. Trimmen von rheologisch zu untersuchenden Proben |
| GB0907411.3A GB2459569B (en) | 2008-04-30 | 2009-04-29 | Method for stripping or trimming samples that are to be examined rheologically |
| US12/432,781 US8061240B2 (en) | 2008-04-30 | 2009-04-30 | Method and device for stripping or trimming samples to be examined rheologically |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| AT0068608A AT505939B1 (de) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Verfahren zum abstreifen bzw. trimmen von rheologisch zu untersuchenden proben |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| AT505939A4 AT505939A4 (de) | 2009-05-15 |
| AT505939B1 true AT505939B1 (de) | 2009-05-15 |
Family
ID=40600457
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| AT0068608A AT505939B1 (de) | 2008-04-30 | 2008-04-30 | Verfahren zum abstreifen bzw. trimmen von rheologisch zu untersuchenden proben |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8061240B2 (de) |
| AT (1) | AT505939B1 (de) |
| DE (1) | DE102009017709B4 (de) |
| GB (1) | GB2459569B (de) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107727535B (zh) * | 2017-11-21 | 2023-10-27 | 山东交通学院 | 一种用于动态剪切流变仪的修边器 |
| CA3150065A1 (en) * | 2019-09-23 | 2021-04-01 | Dow Global Technologies Llc | RHEOLOGICAL TEST SYSTEMS AND RELATED METHODS OF OPERATION |
| CN110907246B (zh) * | 2019-12-09 | 2022-07-26 | 山西省交通科技研发有限公司 | 一种适用于沥青类高黏物质接触角测试样品制备装置及使用方法 |
| CN118401819A (zh) * | 2021-12-14 | 2024-07-26 | Ta仪器-沃特世有限责任公司 | 用于从测试样品中去除多余材料的装置 |
| CN115219268A (zh) * | 2022-08-29 | 2022-10-21 | 安徽佳力奇先进复合材料科技股份公司 | 一种旋转流变仪自动取样设备 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2780096A (en) * | 1954-07-01 | 1957-02-05 | Catalin Corp Of America | Flow tester for plastic materials |
| US4449395A (en) * | 1982-04-08 | 1984-05-22 | Union Carbide Corporation | Pheological measurement method and apparatus |
| US4664004A (en) * | 1985-05-08 | 1987-05-12 | Monsanto Company | Constant-volume sample cutter |
| DE8614896U1 (de) | 1986-06-03 | 1986-07-24 | Brabender Ohg, 4100 Duisburg | Kleberprüfgerät |
| US5281380A (en) * | 1990-07-12 | 1994-01-25 | Bando Chemical Industries, Ltd. | Method for manufacturing fiber reinforced elastic sheet, apparatus for manufacturing the same and mold to be used |
| US5271266A (en) | 1991-12-06 | 1993-12-21 | Rheometrics, Inc. | Dynamic shear rheometer and method |
| US5349847A (en) | 1993-11-29 | 1994-09-27 | Quantum Chemical Corporation | Releasable stationary plate for rheometer |
| AT409422B (de) | 1999-11-29 | 2002-08-26 | Anton Paar Gmbh | Rotationsrheometer |
| AU2001290596A1 (en) * | 2000-08-31 | 2002-03-13 | Alpha Technologies, U.S.L.P. | Apparatus and method for extracting a sample from a strip of material |
| PT103076A (pt) | 2004-02-16 | 2005-08-31 | Univ Do Minho | Dispositivo de reometria rotacional/oscilatoria em linha |
| AT500358B1 (de) | 2004-05-24 | 2007-09-15 | Anton Paar Gmbh | Rotationsrheometer bzw. -viskosimeter |
-
2008
- 2008-04-30 AT AT0068608A patent/AT505939B1/de not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-04-14 DE DE102009017709.4A patent/DE102009017709B4/de active Active
- 2009-04-29 GB GB0907411.3A patent/GB2459569B/en active Active
- 2009-04-30 US US12/432,781 patent/US8061240B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US8061240B2 (en) | 2011-11-22 |
| GB2459569A (en) | 2009-11-04 |
| AT505939A4 (de) | 2009-05-15 |
| US20090272178A1 (en) | 2009-11-05 |
| DE102009017709B4 (de) | 2018-11-29 |
| GB0907411D0 (en) | 2009-06-10 |
| DE102009017709A1 (de) | 2009-11-05 |
| GB2459569B (en) | 2012-04-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AT505939B1 (de) | Verfahren zum abstreifen bzw. trimmen von rheologisch zu untersuchenden proben | |
| US11009438B2 (en) | Unified performance test for viscoelastic materials | |
| DE69002612T2 (de) | Vorrichtung zur durchführung rheologischer messungen an materialien. | |
| DE60023957T2 (de) | Einen Probennapf und eine Probenspitze aufweisende Napfvorrichtung | |
| DE69211391T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Voraussage der Reifengriffigkeit im Laboratorium | |
| DE69020078T2 (de) | Prüfung von viskoelastischen Stoffen. | |
| DE1648526A1 (de) | Vorrichtung zum Messen der Viskoelastizitaet von Kautschuk oder Kunststoffmaterialien | |
| DE3929155A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zum bestimmen der fuellfaehigkeit von tabak und der haerte von cigaretten | |
| DE102008035830B4 (de) | Vorrichtung zur Durchführung des Härtetests von Prüflingen | |
| EP1527329A2 (de) | Kapillarrheometer | |
| EP3564648A1 (de) | Verfahren zur ermittlung der viskosität von stoffen mit einem rotationsviskosimeter | |
| DE102015117458B4 (de) | Verfahren zur Reinigung einer Befestigungsfläche für ein Ausgleichselement an einem Fahrzeugrad | |
| DE102015114600B3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung von Tabletten | |
| WO2007041987A2 (de) | Verfahren und vorrichtung zum schnelltest der qualität von getreiden, schroten und mehlen durch messung der glutenäggregation | |
| DE2824163C3 (de) | Teller-Farbenausreibmaschine und ihre Verwendung im Rahmen der Pigmenttestung | |
| DE202021002790U1 (de) | Vorrichtung zur automatisierten Herstellung von Schneebahnen | |
| DE102010034118A1 (de) | Vorrichtung zur Prüfung der Oberflächenqualität von flächigen Prüflingen | |
| DE2160276B2 (de) | Verfarhen und Einrichtung zum Messen der Koagulationszeit von Blut | |
| DE10239530A1 (de) | Kapillarrheometer | |
| WO2003029784A2 (de) | Verfahren und vorrichtung zur untersuchung der härtung härtbarer formulierungen | |
| EP3181216A1 (de) | Labormischer und verfahren zum mischen eines mediums | |
| DE102006051314A1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Überprüfung der Oberflächenqualität von beschichteten oder unbeschichteten Substraten | |
| EP1698881B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Messung rheologischer Stoffeigenschaften einer visko-elastischen Probe. | |
| DE499606C (de) | Vorrichtung zur Herstellung eines schraubenfoermigen UEberzuges aus schlechtleitendem Stoff, z.B. eines Kohlenstoffueberzuges, auf einem nichtleitenden Traeger hochohmiger Widerstaende | |
| AT505938B1 (de) | Vorrichtung für die ermittlung der tribologischen eigenschaften von schmiermitteln |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM01 | Lapse because of not paying annual fees |
Effective date: 20170430 |