CH669044A5

CH669044A5 - Uebertragungsmechanismus zwischen messsystem und messwerk eines rotationsviskosimeters.

Info

Publication number: CH669044A5
Application number: CH394285A
Authority: CH
Inventors: Uwe Dipl-Phys Reinhold; Dieter Hemmecke; Helmut Lotzing; Werner Dahms; Monika Vogel
Original assignee: Medizin Labortechnik Veb K
Priority date: 1984-12-27
Filing date: 1985-09-12
Publication date: 1989-02-15
Also published as: DE3531976A1; DD232987A1

Description

BESCHREIBUNG

Die Erfindung betrifft den zwischen Messsystem und Messwerk eines Rotationsviskosimeters angeordneten Übertragungsmechanismus. Rotationsviskosimeter werden z.B. für wissenschaftliche Untersuchungen des Theologischen Verhaltens insbesondere nicht-newtonscher Flüssigkeiten verwendet.

Es sind Rotationsviskosimeter bekannt, bei denen der zur Drehmomentmessung verwendete Innenzylinder an einem Draht frei aufgehängt ist, der gleichzeitig als Lagerelement für den Innenzylinder und als Torsionsfeder zur Messung des torsionswin-kelabhängigen Drehmomentes dient.

Die dem Drehmoment proportionale Verdrehung des Innenzylinders wird optisch mit Hilfe eines mit dem Innenzylinder fest verbundenen Spiegels und einer an diesem reflektierenden Lichtmarke auf einer Skala angezeigt. Eine direkte Ablesung an einer mit dem Innenzylinder fest verbundenen Skala ist ebenfalls bekannt.

Nachteilig an diesen Rotationsviskosimetern ist, dass durch die freie Aufhängung des Innenzylinders an einem Draht, die koaxiale Lage des Innenzylinders zum Aussenzylinder nicht gewährleistet ist. Die Abweichungen von der koaxialen Lage bringen wiederum eine Änderung des auf den Innenzylinder wirkenden Drehmomentes und dessen nicht mehr proportionale Anzeige, d.h. einen Messfehler mit sich.

Dieser Mangel sollte durch das in der DD-Patentanmeldung G 01 N/249 987/8 beschriebene Rotationsviskosimeter beseitigt werden, bei dem ein Torsionsdraht an beiden Enden in der Achse eines senkrechten, mit Durchbrüchen versehenen Rohres gespannt, der Innenzylinder dazu koaxial am Draht befestigt, der Aussenzylinder auf dem gleichen Rohr gelagert ist und die untere Einspannstelle messbar verdreht werden kann.

Von Nachteil bei dieser Lösung und auch der vorangehenden ist, dass ein Teil der Torsionsglieder sich bei der Messung in der Messsubstanz befindet und den dort möglichen Messtemperaturen ausgesetzt ist. Durch aggressive Substanzen, Verunreinigungen und durch die Temperatur-Drehmomentcharakteri-stik dieser Torsionsglieder können Messungenauigkeiten hervorgerufen werden. Die beim Austausch der Prüfsubstanz erforderliche Reinigung ist sehr zeitaufwendig; ein Wechsel der Messeinrichtung relativ umständlich.

Der Erfindung ist das Ziel gesetzt, eine höhere Genauigkeit bei der Viskositätsmessung, als es bisher möglich war, zu erreichen, ohne dass dafür ein grösserer Fertigungsaufwand erforderlich ist.

Es lag die Aufgabe vor, den Übertragungsmechanismus zwischen dem Messsystem und dem Messwerk des Rotationsviskosimeters so zu gestalten, dass die Messtemperatur und die jeweilige Messsubstanz keine Einwirkung auf den Übertragungsmechanismus haben und dass der Übertragungsmechanismus eine stabile axiale Lage besitzt. Erfindungsgemäss ist die Aufgabe gelöst worden, indem der Übertragungsmechanismus mit einem Mittelteil über ein erstes Torsionsglied auf einer ideellen Längsachse federnd und auf dieser drehbar an einer am Messwerkgehäuse befestigten torsionsbeständigen Feder aufgehängt und mit einem zweiten, in einer Innenkammer des Mittelteils gelagerten, einerseits mit diesem verbundenen, andererseits an einem in die Innenkammer hineinragenden, feststehenden Verbindungsstab angelenkten, ebenfalls auf der ideellen Längsachse liegenden Torsionsglied verbunden ist, im unteren Bereich des Mittelteils eine lösbare, eine auf der ideellen Längsachse liegende, mit einem Teil des Messsystems verbundene Welle aufnehmende Kupplung besitzt und im oberen Bereich des Mittelteils einen zum Messwerk gehörenden Kondensator aufweist, der zum Teil am Mittelteil, zum Teil am Messwerkgehäuse befestigt ist. Als Schutz gegen Dämpfe der Messsubstanz ist eine zumindest einen Teil des Innenraumes des Messwerkgehäuses absperrende Dichtung vorgesehen.

Anhand der den Messteil eines Rotationsviskosimeters darstellenden Prinzipzeichnung soll mit einem Ausführungsbeispiel die Erfindung näher erläutert werden.

An der Oberseite des Messwerkgehäuses 1 ist die torsionsbeständige Feder 2 befestigt, an der das erste Torsionsglied 3 angelenkt ist. Das mit dem Torsionsglied 3 verbundene Mittelteil 4 ist mit einer Innenkammer 5 versehen, in der das zweite Torsionsglied 6, mit dem einen Ende am Mittelteil 4 selbst, mit dem anderen Ende am Verbindungsstab 7 befestigt, angeordnet ist. Der Verbindungsstab 7 ist mit seiner dem Torsionsglied 6 angewandten Seite am Messwerkgehäuse 1 befestigt. Ausser der den Innenraum 8 des Messwerkgehäuses 1 nach aussen ver-schliessenden, an der Innenwand des Messwerkgehäuses 1 anliegenden und dass Mittelteil 4 umfassenden Dichtung 9, ist im unteren Bereich des Mittelteils 4 die die Verbindungsweise 10 festklemmende Kupplung 11 angeordnet. Diese Verbindungswelle 10 ist Teil des aus dem Rotor 12 und dem gefässförmigen, mit der Messsubstanz 13 gefüllten Stator 14 bestehenden Mes-sysstem 15.

Im oberen Bereich des Mittelteils 4 ist mit diesem die Mittelplatte 16 des Differenzkondensators 17 verbunden. Die Festplatten 18 des Kondensators sind am Messwerkgehäuse 1 befestigt. Auf der ideellen Achse 19 befindet sich das Mess werkgehäuse 1, die Feder 2, das erste Torsionsglied 3, das Mittelteil 4, das zweite Torsionsglied 6, die Dichtung 9, die Verbindungswel-le 10, der Rotor 12, der Stator 13 und der Kondensator 17 mit seiner Mittelplatte 16 und seinen Festplatten 18.

Der Rotor 14 ist als Aufnahmegefäss für die Messsubstanz 13 ausgebildet. Während des Betriebes des Viskosimeters bildet sich zwischen dem Stator 12 und der Innenwand des sich drehenden Rotors 14 ein Messspalt, der mit Messsubstanz 13 gefüllt ist.

Zwischen dem Rotor 14 und dem Stator 12 ist eine Umkehrung insofern möglich, dass das an der Verbindungswelle 10 befestigte Teil 12 des Messsystems als Rotor verwendet wird, während das die Messsubstanz 13 aufnehmende Teil 14 des Messsystems als Stator fungiert.

Da das Antriebsorgan des Rotationsviskosimeters nicht zur Erfindung gehört, ist es nicht dargestellt.

Das von der Messsubstanz 13 aufgebrachte Drehmoment

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

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wird über den Stator 12, die Verbindungswelle 10 auf die Torsionsglieder 3 und 6 übertragen. Da letztere über die torsionsbeständige Feder 2 und den Verbindungsstab 7 mit dem Messwerkgehäuse 1 verbunden sind, werden sie um den Winkel a verdrillt, so dass die Summe der Verdrillungsdrehmomente gleich dem Messdrehmoment ist. Der Winkel a wird vom Messwerk 17 erfasst.

Andererseits ist die Kraft der Feder 2 gross gehalten, um hohe Rücktreibkräfte bei Exzentrizitäten des Stators 12 zu erhalten und die Verdrillung der Feder 2 gegenüber der Verdrillung der Torsionsglieder 3 und 6 vernachlässigbar klein zu halten, s Die Dichtung 9 ist als Labyrinthdichtung ausgelegt und verhindert das Eindringen von Dämpfen in das Innere des Messwerkgehäuses.

v

1 Blatt Zeichnungen

Claims

669 044 2 PATENTANSPRÜCHE

1. Übertragungsmechanismus zwischen Messsystem und Messwerk eines Rotationsviskosimeters, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen dem Messsystem (15) und dem Messwerk (17) angeordnete Übertragungsmechanismus mit einem Mittelteil (4) über ein erstes Torsionsglied (3) auf einer ideellen Längsachse (19) federnd und auf einer drehbar an einer am Messwerkgehäuse (1) befestigten, torsionsbeständigen Feder (2) aufgehängt und mit einem zweiten, in einer Innenkammer (5) des Mittelteils (4) gelagerten, einerseits mit diesem verbundenen, andererseits an einem in die Innenkammer (5) hineinragenden, feststehenden Verbindungsstab (7) angelenkten, ebenfalls auf der ideellen Längsachse (19) liegenden Torsionsglied (6) verbunden ist, im unteren Bereich des Mittelteils (4) eine lösbare, eine auf der ideellen Längsachse (19) liegende, mit einem Teil (12) des Messsystems (15) verbundene Welle (10) aufnehmende Kupplung (11) besitzt, im oberen Bereich des Mittelteils (4) einen zum Messwerk gehörenden, sowohl am Mittelteil (4) als auch am Messwerkgehäuse (1) befestigten Kondensator (17) aufweist und zumindest ein Teil des Innenraumes des Messwerkgehäuses (1) mittels einer Dichtung (9) nach aussen abgesperrt ist.

2. Übertragungsmechanismus nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kondensator (17) ein Differenzkondensator ist.