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Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft das Gebiet der Messung von rheologischen Eigenschaften, insbesondere Scherrheometer zur absoluten Messung der der rheologischen Eigenschaften von Proben unter definierten Feuchtigkeits- und Temperaturbedingungen.
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Hintergrund
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Rotations- und Oszillationsrheometer sind Instrumente zur Bestimmung des Fließverhaltens von viskoelastischen Proben, beispielsweise im Rotations-, Kriech-, Relaxations- und Oszillationsversuch. Dabei können sowohl das Fließverhalten von Flüssigkeiten als auch das Deformationsverhalten von Festkörpern untersucht werden. Im Allgemeinen zeigen reale Proben eine Kombination von elastischem und plastischem Verhalten. Das zu untersuchende Probenmaterial wird in den Messraum zwischen zwei Messteilen eingebracht und mittels Höhenverstellung der Messteile und entsprechender Sensoren wird die Spalthöhe eingestellt bzw. bestimmt. Der obere und untere Messteil werden in eine rotierende Bewegung um eine gemeinsame Rotationsachse relativ zueinander versetzt und die Probe durch die Verdrehung der Messteile gegeneinander einer Scherbelastung unterworfen. Dabei sind sowohl rotierende als auch rotierend-oszillierende Bewegungen möglich.
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Bekannt sind dabei Messteile unterschiedlicher Geometrien: Platte-Platte-Messsysteme, konzentrische Zylindermesssysteme, Kegel-Platte-Messsysteme sowie spezielle Anordnungen für unterschiedliche Anwendungsbereiche, z. B. zur Messung des Immobilisierungsverhalten von Dispersionen oder Baustoffen, elektrorheologische Messungen etc.
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Im Allgemeinen wird die Probe durch die Rotationsbewegung einer Scherbelastung unterzogen, grundsätzlich gibt es dabei drei Versuchsarten:
- a) CSR-Versuch (constant shear rate): Zumindest ein Messteil wird mit konstanter Drehzahl beaufschlagt und das Drehmoment wird gemessen.
- b) CSS-Versuch (constant shear stress): In diesem Fall wird ein konstantes Drehmoment vorgegeben und die Drehzahl der Messwelle wird gemessen.
- c) Oszillationsversuch: Bei diesem Versuch wird die Welle mit sinusförmigen (oder andere Wellenform aufweisenden) Drehbewegungen beaufschlagt.
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Prinzipiell umfasst ein Rotationsrheometer zumindest einen Messmotor mit der speziellen Eigenschaft, dass die Beziehung zwischen dem Drehmoment an der Motorachse und der elektrischen Versorgung bzw. den Versorgungsparametern, insbesondere der Stromaufnahme und/oder der Frequenz und/oder der Phasenlage, in einem bekannten Zusammenhang steht. Dadurch kann während eines Rotationsversuches das Drehmoment einer Probe durch Messung der Versorgungsparameter bestimmt werden. Die Beziehungen zwischen dem Drehmoment und den Versorgungsparametern werden durch Justieren und/oder Kalibrieren ermittelt.
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Die
DE102013207184 A1 zeigt ein Doppelmotorrheometer mit der Möglichkeit, die Drehmomente, die auf die oberen und unteren Messteile des Rheometers wirken, simultan festzustellen. Alternative Anordnungen benutzen bloß einen Messmotor oder verwenden einen rotierenden Antrieb in Kombination mit einem Messmotor, der das durch die Scherung hervorgerufene Moment misst.
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Im einfachsten Versuchsfall bleibt die Geometrie der Messanordnung unberücksichtigt. Damit ist eine genaue Ermittlung der Scherrate nicht möglich und die Ergebnisse sind somit Relativ-Viskositätswerte, die von den verwendeten Messteilen ebenso abhängen wie von der sich einstellenden Strömung in der Probe etc.
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Im Gegensatz dazu wird in Präzisionsrheometern bzw. absolut messenden Viskosimetern mit genau definierten Versuchsgeometrien gemessen, z.B. mit einem Scherspalt zwischen zwei Platten mit definierter Spalthöhe und genau definierter Größe. Damit unterliegt die Probe definierten Scherbedingungen. Im Einzelfall ist bekannt, unterschiedliche Oberflächen, z.B. sandgestrahlte oder profilierte Messteile, zu verwenden, um beispielsweise die Ausbildung von Gleitschichten zu verhindern.
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Für spezielle Fragestellungen, wie beispielsweise die Untersuchung des feuchteabhängigen Aushärtens von Polymeren, ist es von Vorteil, die Entwicklung der rheologischen Parameter unter unterschiedlichen Feuchtebedingungen zu messen und/oder auch das Verhalten von Materialien direkt beim Ändern der Feuchtebedingungen zu untersuchen.
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Solche Messungen unter definierten Feuchtebedingungen sind bisher nur an Festkörperproben in speziellen Dehnrheometern und DMTA-Geräten möglich. Die Messungen erfolgen dabei nur in Dehnung oder Biegung in abgeschlossenen Kammern (CABER), nicht jedoch in Torsion und Scherung.
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DE 10 2005 042 373 B3 beschreibt eine Probenkammer für Untersuchungen zu Einflüssen auf Zellkulturen in Platte-Kegel-Rheometern, die auf einer planparallelen Kulturplatte angesiedelt sind, wobei die Kulturplatte eine Sperrschicht trägt, die ein ringförmiges Zellkulturareal begrenzt, wobei der das Zellkulturareal begrenzende Randbereich der Sperrschicht mit Zelladhäsionsmolekülen oder Fragmenten derselben eines Fusionsproteins besetzt ist.
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DE 197 32 887 A1 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Immobilisierung einer kolloiden Beschichtungsdispersion, das auf ein poröses Substrat aufgetragen wird, wonach auf das poröse Substrat, das eine Begrenzungsfläche des Messspalts eines Rheometers bildet, die kolloide Beschichtungsdispersion aufgebracht und die zeitliche Änderung der Viskosität gemessen wird. Das Verfahren eignet sich insbesondere zur Messung der Immobilisierung von Papierstreichfarbe auf Rohpapier.
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Die oben erwähnten Platte-Platte-Messsysteme, konzentrische Zylindermesssysteme, Kegel-Platte-Messsysteme usw. sind nicht für Messungen unter definierten bzw. variierenden Feuchtebedingungen geeignet, da eine homogene Feuchteverteilung in der gesamten Probe nicht realisierbar ist, wenn die Probe sich zwischen den Messteilen befindet.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Scherrheometer bereitzustellen, mit dem absolute rheologische Messungen unter definierten Feuchtigkeitsbedingungen in präziser und einfacher Weise durchgeführt werden können.
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Zusammenfassung
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Diese Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Scherrheometer beschrieben, welches (a) ein erstes Messteil mit einer ersten Kontaktfläche und (b) ein zweites Messteil mit einer zweiten Kontaktfläche aufweist, wobei das erste und zweite Messteil so angeordnet sind, dass sie um eine Rotationsachse relativ zu einander versetzt werden können, um dabei eine zwischen den Messteilen angebrachten Probe über die erste und zweite Kontaktfläche mit einer Scherbelastung zu beaufschlagen, und wobei die erste Kontaktfläche zumindest eine im Wesentlichen ringförmige Fläche aufweist.
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Dem beschriebenen Scherrheometer liegt die Erkenntnis zugrunde, dass zumindest eine ringförmige Kontaktfläche und damit eine im Wesentlichen ringförmige Probengeometrie mit einer relativ geringen Breite (Differenz zwischen Außenradius und Innenradius) ermöglicht, dass eine Änderung der umgebenden Feuchtebedingungen, zum Beispiel in einer Feuchtekammer, sich schnell in der gesamten Probe verteilt, da Feuchtigkeit in die Probe gut und schnell in die Probe eindringen kann. Somit können die rheologischen Eigenschaften der Probe in Abhängigkeit von Feuchtebedingungen in einfacher Weise und präzise erfasst werden.
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In diesem Dokument bezeichnet „Kontaktfläche“ insbesondere eine Fläche zum Kontaktieren einer Probe in Verbindung mit Scherung.
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In diesem Dokument bezeichnet „ringförmige Fläche“ insbesondere eine Fläche, die einen ganzen bzw. geschlossenen Ring oder Teil eines solchen Ringes darstellt.
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Es wird darauf hingewiesen, dass „zumindest eine ringförmige Fläche“ sowohl eine einzelne ringförmige Fläche als auch mehrere ringförmige Flächen umfasst. Im letzteren Fall weist die erste Kontaktfläche somit zwei oder mehr konzentrische Ringe oder Ringsegmente auf, die die Scherung bewerkstelligen.
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Die Geometrie der beiden Kontaktflächen ist dadurch wohl definiert und ermöglicht folglich eine Erfassung von absoluten rheologischen Größen.
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Das Scherrheometer weist zwei Messteile, ein erstes und ein zweites, auf. Diese sind so angeordnet, dass sie um die Rotationsachse relativ zu einander versetzt werden können. Dabei ist zumindest eines der Messteile rotierbar, wobei das andere Messteil fest angebracht oder auch rotierbar (Doppelrheometer) sein kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die zweite Kontaktfläche plattenförmig oder sie weist zumindest eine ringförmige Fläche (das heißt eine einzelne oder mehrere ringförmige Flächen) auf.
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Mit anderen Worten weist die zweite Kontaktfläche entweder eine Platte auf (wobei bei der Messung darauf geachtet werden muss, dass Probenmaterial sich nur auf dem der ersten Kontaktfläche direkt gegenüberstehenden Teil dieser Platte befindet) oder die zweite Kontaktfläche weist (wie die erste Kontaktfläche) zumindest eine ringförmige Fläche auf.
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Die zweite Alternative, in der die zweite Kontaktfläche analog zum ersten Messteil ringförmig ist, hat den Vorteil, dass unerwünschte Randeffekte durch die überstehende Probe minimiert werden und die mit der Feuchtigkeit wechselwirkende Probenoberfläche vergrößert wird.
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Gemäß der Erfindung weist die erste Kontaktfläche und/oder die zweite Kontaktfläche zumindest zwei in Umfangsrichtung getrennte Abschnitte einer ringförmigen Fläche auf.
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Mit anderen Worten besteht zumindest eine der Kontaktflächen aus zwei oder mehr (auf zumindest einem Ring verlaufende) separate Flächenabschnitte. Die Trennung der Flächenabschnitte erfolgt insbesondere durch Öffnungen, so dass die gesamte Kontaktfläche im Wesentlichen einen unterbrochenen Ring mit einzelnen (zwei oder mehr) Zacken bzw. Zähnen darstellt. Jeder Zahn stellt somit ein Ringsegment dar. Wenn beide Kontaktflächen, das heißt sowohl die erste Kontaktfläche als auch die zweite Kontaktfläche, getrennt sind, muss darauf geachtet werden, dass die jeweiligen separaten Flächenabschnitte einander gegenüberstehen, damit dazwischen angebrachtes Probenmaterial mit einer Scherbelastung beaufschlagt werden kann.
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Die Zahnstruktur verbessert zusätzlich die schnelle Verteilung von Feuchtigkeit in das Probenmaterial und erleichtert dazu das sogenannte „Trimmen“ der Probe, das heißt das Abstreifen und/oder Entfernen von Probenmaterial, das häufig durch das Zusammenfahren der Messteile überquellt, um Fehlmessungen aufgrund zusätzlichen Materials zu vermeiden. Das Trimmen erfolgt durch Einsatz geeigneter Werkzeuge und/oder Mittel.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die erste Kontaktfläche und die zweite Kontaktfläche parallel.
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Diese Ausführungsform ist vom Prinzip her ähnlich der bekannten Platte/Platte-Struktur, wobei die einander gegenüberstehenden Platten (wie oben erläutert) zumindest auf einer Seite durch eine ringförmige Kontaktfläche ersetzt sind, um die gewünschte Verbesserung hinsichtlich Verteilung von Feuchtigkeit in dem Probenmaterial zu erreichen.
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In dieser Ausführungsform wird die Form der Probe einen flachen Ring bzw. mehrere flache Ringsegmente darstellen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste oder zweite Kontaktfläche senkrecht zu der Rotationsachse und die andere Kontaktfläche ist Teil einer Kegelfläche, wobei die Rotationsachse durch die Spitze der Kegelfläche läuft.
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Diese Ausführungsform ist vom Prinzip her ähnlich der bekannten Platte/Kegel-Struktur, wobei die einander gegenüberstehenden Platte und Kegelfläche (wie oben erläutert) durch einander gegenüberstehende ringförmige Kontaktflächen ersetzt sind, um die gewünschte Verbesserung hinsichtlich Verteilung von Feuchtigkeit in dem Probenmaterial zu erreichen.
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In dieser Ausführungsform wird die Form der Probe einen Ring bzw. mehrere flache Ringsegmente darstellen, der bzw. die sich radial nach innen verjüngt bzw. verjüngen.
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Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird ein Scherrheometer beschrieben, welches (a) ein erstes Messteil mit einer ersten Kontaktfläche und (b) ein zweites Messteil mit einer zweiten Kontaktfläche aufweist, wobei die erste und/oder zweite Kontaktfläche eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, und wobei das erste und zweite Messteil so angeordnet sind, dass sie um eine Rotationsachse relativ zu einander versetzt werden können, um dabei eine zwischen den Messteilen angebrachten Probe über die erste und zweite Kontaktfläche mit einer Scherbelastung zu beaufschlagen.
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Dem beschriebenen Scherrheometer liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine oder zwei perforierte bzw. poröse Kontaktflächen, die eine Mehrzahl von Öffnungen aufweisen, ermöglichen, dass eine Änderung der umgebenden Feuchtebedingungen, zum Beispiel in einer Feuchtekammer, sich schnell in der gesamten Probe verteilt, da Feuchtigkeit in die Probe gut und schnell durch die Öffnungen in die Probe eindringen kann. Somit können die rheologischen Eigenschaften der Probe in Abhängigkeit von Feuchtebedingungen präzise und in einfacher Weise erfasst werden.
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Die Öffnungen können im Allgemeinen Poren, Löcher und/oder Schlitze sein und müssen groß genug sein, damit kein Wasserdampf kondensieren kann, der die Poren verschließt, und klein genug, damit die Probe nicht in die Öffnungen hineindringt. Letzteres ist probenabhängig.
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Die Geometrie der beiden Kontaktflächen ist auch in diesem Fall wohl definiert und ermöglicht folglich eine Erfassung von absoluten rheologischen Größen. Insbesondere kann die Auflagefläche bei der Errechnung der Scherrate einer massiven Fläche als konstant gegeben angesehen werden.
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Die zwei Messteile sind so angeordnet, dass sie um die Rotationsachse relativ zu einander versetzt werden können. Dabei ist zumindest eines der Messteile rotierbar, wobei das andere Messteil fest angebracht oder auch rotierbar (Doppelmotorrheometer, Rheometer mit separatem Mess- und Rotationsmotor) sein kann.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung sind die erste und zweite Kontaktfläche parallel.
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Diese Ausführungsform ist vom Prinzip her ähnlich der bekannten Platte/Platte-Struktur, wobei zumindest eine von den einander gegenüberstehenden Platten (wie oben erläutert) eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, um die gewünschte Verbesserung hinsichtlich Verteilung von Feuchtigkeit in dem Probenmaterial zu erreichen.
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In dieser Ausführungsform wird die Form der Probe eine flache Scheibe darstellen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist die erste oder zweite Kontaktfläche senkrecht zu der Rotationsachse und die andere Kontaktfläche ist eine Kegelfläche, wobei die Rotationsachse durch die Spitze der Kegelfläche läuft.
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Diese Ausführungsform ist vom Prinzip her ähnlich der bekannten Platte/Kegel-Struktur, wobei zumindest eine von den einander gegenüberstehenden Kontaktflächen (wie oben erläutert) eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, um die gewünschte Verbesserung hinsichtlich Verteilung von Feuchtigkeit in dem Probenmaterial zu erreichen.
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In dieser Ausführungsform wird die Form der Probe eine Scheibe darstellen, die sich radial nach innen verjüngt, das heißt, dass sie in der Mitte dünner ist als am Rand.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung weist das Scherrheometer ferner ein Schutzelement zum Schützen der Probe gegen Kondensat auf.
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Im Allgemeinen dient das Schutzelement dazu, den Einfluss von Kondensat, das insbesondere bei hoher Feuchtigkeit eine Rolle spielen kann, auf die Messung auszuschließen.
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Das Schutzelement kann als ein Dach gebildet sein, das über dem oberen Messteil angebracht ist. Das Dach mag größer als das Messteil sein, damit es eventuell auftretende Kondensate nach außen von der Probe weg ableiten kann. Das Dach kann insbesondere direkt an einer oberen Messwelle angebracht sein und im Betrieb mit dieser mitrotieren.
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Das dachförmige Schutzelement kann einerseits durch eine möglichst nahe über dem Messteil sitzende Anordnung aus Metall oder Kunststoff gebildet werden, damit an der Messwelle gebildetes Kondensat vom Messspalt weg geleitet wird und nach außen abfließen kann.
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Alternativ kann die Form des oberen Messteils so ausgebildet werden, dass entstehendes Kondensat nach außen abgeleitet wird und die Probe nicht benetzt und/oder befeuchtet wird.
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Die Scherrheometer des ersten und zweiten Aspekts haben gemein, dass das Eindringen von Feuchtigkeit in das Probenmaterial erleichtert wird. Dies wird in beiden Fällen durch eine Reduktion der Kontaktfläche zwischen Messteilen und Probe in Vergleich mit den bekannten Platte/Platte- und Platte/Kegel-Strukturen erreicht.
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Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird ein System zur rheologischen Messung bei definierten Feuchtigkeitsbedingungen beschrieben, welches (a) eine Feuchtekammer, die zum Erzeugen einer vorbestimmten Feuchtigkeit eingerichtet ist, und (b) ein Scherrheometer gemäß einem der vorhergehenden Aspekte oder Ausführungsformen aufweist.
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Dem beschriebenen System liegt die Erkenntnis zugrunde, dass eine reduzierte Kontaktfläche zwischen Messteilen und Probe das Eindringen von Feuchtigkeit in das Probenmaterial erleichtert, so dass das Scherrheometer, wenn es in der Feuchtekammer betrieben wird, absolute rheologische Eigenschaften in Abhängigkeit von Feuchtigkeit und Temperatur erfassen kann.
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Die Feuchtekammer weist insbesondere einen Feuchtegenerator und einen Sensor zur Regelung/Steuerung der Feuchtigkeit in der Kammer auf. Die Feuchtekammer mag ferner Mittel zur Vorgabe einer konstanten Temperatur oder eines Temperaturverlaufs aufweisen. Gegebenenfalls werden dabei Adaptionen zur Führung des feuchten Mediums in der Kammer benötigt, um die Beschädigung des Rheometers durch aus der Kammer austretende feuchte Luft und unerwünschte Kondensation zu verhindern.
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Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird eine Verwendung des Systems gemäß dem dritten Aspekt zur Messung von rheologischen Eigenschaften einer Probe in Abhängigkeit von definierten Feuchtebedingungen beschrieben.
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Dieser Aspekt stellt im Wesentlichen eine Verwendung des Systems gemäß dem dritten Aspekt dar, zum Beispiel im Labor.
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Es wird darauf hingewiesen, dass Ausführungsformen der Erfindung mit Bezug auf unterschiedliche Erfindungsgegenstände beschrieben wurden. Dem Fachmann wird jedoch bei der Lektüre dieser Anmeldung sofort klar werden, dass, sofern nicht explizit anders angegeben, zusätzlich zu einer Kombination von Merkmalen, die zu einem Typ von Erfindungsgegenstand gehören, auch eine beliebige Kombination von Merkmalen möglich ist, die zu unterschiedlichen Typen von Erfindungsgegenständen gehören.
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Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden beispielhaften Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform.
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Figurenliste
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- 1 zeigt eine Explosionsansicht eines Scherrheometers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 2 zeigt eine Explosionsansicht eines Scherrheometers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 3 zeigt eine Seitenansicht eines Scherrheometers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 4 zeigt eine Seitenansicht eines Scherrheometers gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 5 zeigt eine Seitenansicht eines Scherrheometers mit Kondensatschutz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
- 6 zeigt eine Seitenansicht eines Scherrheometers mit Kondensatschutz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung.
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Detaillierte Beschreibung
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Es wird darauf hingewiesen, dass die nachfolgend beschriebenen Ausführungsformen lediglich eine beschränkte Auswahl an möglichen Ausführungsvarianten der Erfindung darstellen.
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1 zeigt eine Explosionsansicht eines Scherrheometers 100 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Scherrheometer 100 weist ein erstes (unteres) Messteil 110 und ein zweites (oberes) Messteil 120 auf.
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In der einfachsten Ausführungsform ist das untere Messteil als durchgehende Platte ausgeführt. Hier (in der abgebildeten Ausführungsform) weist das untere Messteil 110 aber eine ringförmige Kontaktfläche 112 auf. Das Messteil 110 ist zylindrisch mit einer Wandstärke, die der Breite (Außenradius minus Innenradius) der Kontaktfläche 112 entspricht, und hat einen hohlen Innenraum 113.
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Das obere Messteil 120 ist auch grundsätzlich zylindrisch und weist eine Kontaktfläche in Form von getrennten Ringsegmenten 122a, 122b auf. Die Ringsegmente 122a, 122b weist die gleiche Breite auf, wie die ringförmige Kontaktfläche 112 des unteren Messteils 110, und sind durch Ausschnitt(e) 124 in der Zylinderwand getrennt. Das obere Messteil 120 weist ferner eine Messwelle 126 auf, die mit einem (nicht gezeigten) Messmotor verbunden wird.
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Im Betrieb wird das Probenmaterial zum Beispiel an der Kontaktfläche 112 angebracht, die Messteile 110 und 120 werden zusammengebracht und die Probe wird getrimmt, um Materialüberschuss zu entfernen. Dann wird der Messmotor eingeschaltet, um das obere Messteil 110 relativ zum unteren Messteil 120 zu drehen, damit die Probe mit einer Scherbelastung beaufschlagt wird.
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Prinzipiell können dabei auch das obere und untere Messteil vertauscht werden, d.h. das untere Messteil zeigt Kotaktflächen in Form von getrennten Ringsegmenten, während das obere Messteil ein durchgehendes ringförmiges Segment oder eine Platte aufweist.
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Aufgrund der relativ geringen Breite der Kontaktflächen 112, 122a, 122b lässt sich sowohl Temperatur und Feuchte in der Probe sehr effektiv von den Umgebungsbedingungen beeinflussen, zum Beispiel in einer Feuchtekammer mit Temperatursteuerung. Somit können die rheologischen Eigenschaften der Probe in Abhängigkeit von Temperatur und Feuchtigkeit sehr gut ermittelt werden.
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2 zeigt eine Explosionsansicht eines Scherrheometers 200 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Scherrheometer 200 ist sehr ähnlich dem oben beschriebenen Scherrheometer 100, weist aber zwei Unterschiede auf. Erstens besteht bei dieser Ausführungsform auch die Kontaktfläche des unteren Messteils 210 aus separaten Ringsegmenten 212a, 212b, 212c, die durch Ausschnitte 214a, 214b, 214c getrennt sind. Zweitens weist bei dieser Ausführungsform auch das untere Messteil 210 eine Messwelle 116 auf, die mit einem (nicht gezeigten) Messmotor verbunden wird. Das dargestellte Rheometer 200 ist somit ein Doppelrheometer. Es soll aber beachtet werden, das es ohne Weiteres auch als Einzelrheometer (wie das Rheometer 100 in 1) implementiert werden kann.
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Der Betrieb und Verwendung des Scherrheometers 200 ist prinzipiell gleich dem oben beschriebenen Betrieb des Scherrheometers 100. Zu erwähnen ist, dass die Ausschnitte 214a. 214b, 214c in der Zylinderwand des unteren Messteils 210 das Trimmen der Probe vereinfacht und die Anpassung der Probentemperatur und -feuchtigkeit weiter verbessert in Vergleich mit dem in 1 gezeigten Scherrheometer 100.
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Gegebenenfalls können in den Ausführungsformen gemäß den 1 und 2 auch mehrere konzentrische Kreisringe Verwendung finden bzw. die Ringsegmente auf konzentrisch liegende Kreisringen liegen.
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3 zeigt eine Seitenansicht eines Scherrheometers 300 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Scherrheometer 300 weist ein erstes (unteres) Messteil 310 mit Messwelle 316 und ein zweites (oberes) Messteil 320 mit Messwelle 326 auf. Beide Messteile 310, 320 sind in dieser Ausführungsform als Platten mit durchgehenden Öffnungen gebildet. Die Öffnungen erstrecken sich im Wesentlichen parallel zur Rotationsachse und ermöglichen folglich eine Transport von Feuchtigkeit aus der Umgebung (zum Beispiel in einer Feuchtekammer) in die Probe 330 zwischen den Messteilen 310, 320.
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4 zeigt eine Seitenansicht eines Scherrheometers 400 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Scherrheometer 400 unterscheidet sich von dem oben beschriebenen Scherrheometer 300 lediglich darin, dass das obere Messteil 420 als Kegel ausgebildet ist.
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5 zeigt eine Seitenansicht eines Scherrheometers 500 mit Kondensatschutz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Das Scherrheometer 500 ist grundsätzlich identisch mit dem oben beschriebenen Scherrheometer 300, weist aber ferner einen Kondensatschutz in Form eines Dachs 540 auf. Das Dach 540 ist über dem oberen Messteil 520 an der Messwelle 526 angebracht und ragt über die Seiten der Messteile 510, 520 hinaus, damit auf der Messwelle 526 auftretendes Kondensat dem Dach hinunterläuft und somit nicht in die Probe 530 gelangt.
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6 zeigt eine Seitenansicht eines Scherrheometers 600 mit Kondensatschutz gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der in 5 gezeigten Ausführungsform lediglich darin, dass der Kondensatschutz als integraler Teil des oberen Messteils 620 gebildet ist. Das obere Messteil 620 weist somit eine Kegelförmige Oberfläche 627 und einen Vorsprung 628 auf, die zusammen im Wesentlichen die gleiche Wirkung wie das in Verbindung mit 5 beschriebenen Dach 540 hat.
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Die in Verbindung mit den 5 und 6 dargestellten Kondensatschütze können sowohl in Verbindung mit den in den 1 und 2 gezeigten Scherrheometern als auch in Verbindung mit den in den 3 und 4 gezeigten Scherrheometern verwendet werden. Doch eignet sich die in 6 gezeigte Lösung am besten für die Scherrheometern 300 und 400 (3 und 4) mit Öffnungen in den Kontaktflächen.
