DE102016219832A1 - capillary - Google Patents

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DE102016219832A1 DE102016219832.7A DE102016219832A DE102016219832A1 DE 102016219832 A1 DE102016219832 A1 DE 102016219832A1 DE 102016219832 A DE102016219832 A DE 102016219832A DE 102016219832 A1 DE102016219832 A1 DE 102016219832A1
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Axel Göttfert
Joachim Sunder
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kapillarrheometer, umfassend eine Messzelle (11) mit einem Einlass (6a) und einen Auslass (6b) zur Zu- und Abführung einer Prüfmasse in bzw. aus der Messzelle (11), wobei die Messzelle (11) eine Kapillare (3, 3a, 3b) umfasst und wobei an den beiden Enden der Kapillare jeweils ein Prüfkolben (4a, 4b) angeordnet ist, der relativ zu den Enden der Kapillare verschieblich angeordnet ist, und wobei an den beiden Enden jeweils ein Druckaufnehmer (2a, 2b; 2c, 2d) zu Messung des Drucks vor den jeweiligen Enden der Kapillare angeordnet ist, wobei die Prüfkolben (4a, 4b) mechanisch miteinander verbunden sind und mittels eines gemeinsamen Antriebs verschieblich sind.The invention relates to a capillary rheometer comprising a measuring cell (11) with an inlet (6a) and an outlet (6b) for feeding and discharging a test mass into or out of the measuring cell (11), the measuring cell (11) being a capillary (11). 3, 3a, 3b) and wherein at the two ends of the capillary in each case a test piston (4a, 4b) is arranged, which is arranged displaceably relative to the ends of the capillary, and wherein at both ends in each case a pressure sensor (2a, 2b 2c, 2d) is arranged to measure the pressure in front of the respective ends of the capillary, wherein the test pistons (4a, 4b) are mechanically interconnected and are displaceable by means of a common drive.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kapillarrheometer, umfassend eine Messzelle mit einem Einlass und einen Auslass zur Zu- und Abführung einer Prüfmasse in die bzw. aus der Messzelle, wobei die Messzelle eine Kapillare umfasst und wobei an den beiden Enden der Kapillare jeweils ein Prüfkolben angeordnet ist, der relativ zu den Enden der Kapillare verschieblich angeordnet ist und wobei an den beiden Enden jeweils ein Druckaufnehmer zur Messung des Drucks vor den jeweiligen Enden der Kapillare angeordnet ist. The invention relates to a capillary rheometer, comprising a measuring cell with an inlet and an outlet for feeding and discharging a test mass into and out of the measuring cell, wherein the measuring cell comprises a capillary and wherein a test piston is arranged at the two ends of the capillary, which is arranged displaceably relative to the ends of the capillary and wherein at the two ends in each case a pressure sensor for measuring the pressure in front of the respective ends of the capillary is arranged.

Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zum Betreiben eines Kapillarrheometers, wobei das Kapillarrheometer mit einer Messzelle, umfassend einen Einlass und einen Auslass zur Zu- und Abführung einer Prüfmasse in die bzw. aus der Messzelle, versehen wird, wobei die Messzelle mit einer Kapillare versehen wird und wobei an den beiden Enden der Kapillare jeweils ein Prüfkolben angeordnet wird, der relativ zu den Enden der Kapillare verschieblich angeordnet wird und wobei an den beiden Enden jeweils ein Druckaufnehmer zur Messung des Drucks vor den jeweiligen Enden der Kapillare angeordnet wird. The invention further relates to a method for operating a capillary rheometer, wherein the capillary rheometer is provided with a measuring cell, comprising an inlet and an outlet for feeding and discharging a test mass into and out of the measuring cell, wherein the measuring cell is provided with a capillary and wherein at the two ends of the capillary in each case a test piston is arranged, which is arranged displaceably relative to the ends of the capillary and wherein at the two ends in each case a pressure sensor for measuring the pressure in front of the respective ends of the capillary is arranged.

Hochpolymere sind die mit Abstand am weitesten verbreiteten Werkstoffe, welche in unzähligen Anwendungen zum Zuge kommen u. a. in der Verpackungstechnik, der Bauindustrie, in der Fahrzeug-, Elektro- und Haushaltsindustrie bis hin in die Bereiche der Möbelindustrie und der Landwirtschaft. High polymers are by far the most widely used materials which are used in innumerable applications. a. in the packaging industry, the construction industry, in the automotive, electrical and household industries up to the areas of the furniture industry and agriculture.

Mit bekannten Kunststoffformgebungsverfahren werden verschiedenste Produkte und Bauteile aus unterschiedlichen Thermoplastschmelzen hergestellt. Dabei werden bspw. zunächst als Granulat vorliegende Thermoplaste in Extruderschnecken aufgeschmolzen bzw. plastifiziert. Diese zu verarbeitenden Kunststoffschmelzen verhalten sich dabei viskoelastisch. Das bedeutet, dass neben den viskosen Eigenschaften idealer Flüssigkeiten auch elastische Materialeigenschaften in Erscheinung treten. Die Verarbeitbarkeit von Kunststoffschmelzen wird entscheidend durch diese rheologischen Eigenschaften geprägt. With known plastic molding process a variety of products and components made of different thermoplastic melts. Here, for example, initially present as granules thermoplastics are melted or extruded in extruder screws. These plastic melts to be processed behave viscoelastically. This means that in addition to the viscous properties of ideal liquids and elastic material properties appear. The processability of plastic melts is decisively influenced by these rheological properties.

Messgeräte zur Bestimmung der rheologischen Eigenschaften, sogenannte Rheometer, sind entweder als Rotations- oder als Kapillarrheometer aufgebaut. Bekannte Rotationsrheometer können bspw. als Platte-Platte- oder Kegel-Platte-System ausgeführt sein und im linearen und nichtlinearen viskoelastischen Bereich messen. Demgegenüber messen bekannte Kapillarrheometer in einer stationären Druckströmung, die sich durch das Fließen durch eine Kapillare oder Rechteckdüse herausbildet. Daraus lassen sich jedoch nicht direkt viskoelastische Polymereigenschaften in absoluten physikalischen Größen bestimmen. Measuring instruments for determining rheological properties, so-called rheometers, are constructed either as rotary or capillary rheometers. Known rotational rheometers may, for example, be designed as a plate-plate or cone-plate system and measure in the linear and nonlinear viscoelastic region. In contrast, known capillary rheometers measure in a steady pressure flow, which is formed by the flow through a capillary or rectangular nozzle. However, this does not directly determine viscoelastic polymer properties in absolute physical quantities.

Die Ergebnisse aus dem dynamischen (oszillierenden) Versuch am Rotationsrheometer führen direkt zur Charakterisierung der Materialstruktur, während die Daten des stationären Versuchs im Kapillarrheometer das Prozessverhalten der Kunststoffschmelze in der späteren Verarbeitung (Spritzguss, Extrusion, etc.) beschreiben. The results from the dynamic (oscillating) test on the rotation rheometer lead directly to the characterization of the material structure, while the data of the stationary test in the capillary rheometer describe the process behavior of the plastic melt in the subsequent processing (injection molding, extrusion, etc.).

Dieses Vorgehen, die rheologischen Eigenschaften von Kunststoffmaterialien im Labor mit zwei verschiedenen Geräten zu bestimmen und anschließend auf den Prozess zu übertragen, ist in zweierlei Hinsicht problematisch. Zum Einen werden Eigenschaften mit zwei unterschiedlichen Messgeräten und Messgeometrien bestimmt, was die Vergleichbarkeit und Korrelation der so erhaltenen Messdaten erschwert bzw. negativ beeinflussen kann. This process of determining the rheological properties of plastic materials in the laboratory with two different devices and then transferring them to the process is problematic in two respects. On the one hand, properties are determined with two different measuring devices and measuring geometries, which can make the comparability and correlation of the measurement data thus obtained more difficult or adversely affect.

Zum Anderen ist es grundsätzlich problematisch, Labordaten eins zu eins auf den späteren Prozess zu übertragen. So lässt sich beispielsweise der thermische Abbau einer Polymerschmelze im Extruder (hohe thermische und mechanische Belastungen) im Laborversuch nicht beschreiben bzw. quantifizieren. Zielführender ist die Quantifizierung der rheologischen Eigenschaften direkt im Prozess. On the other hand, it is fundamentally problematic to transfer laboratory data one-to-one to the later process. Thus, for example, the thermal degradation of a polymer melt in the extruder (high thermal and mechanical loads) in the laboratory test can not be described or quantified. The goal is to quantify the rheological properties directly in the process.

Direkt im Prozess werden sogenannte Online-Rheometer in Kapillarbauweise zur Bestimmung des Schmelzindex und der Viskosität verwendet bzw. ihrer viskosen Eigenschaften. Allerdings ist die Durchführung dynamischer Versuche und somit die Bestimmung der Struktureigenschaften – abgeleitet aus den viskoelastischen Materialeigenschaften – des verarbeiteten Materials mit Prozesszeit konformen Online-Rheometern nicht möglich. Directly in the process, so-called online rheometers in capillary design are used to determine the melt index and the viscosity or their viscous properties. However, carrying out dynamic tests and thus determining the structural properties - derived from the viscoelastic material properties - of the processed material is not possible with online rheometers compliant with the process time.

Durch die Firma STRATA technology Limited ist ein sogenanntes „Multi Pass Rheometer MPR“ bekannt geworden, welches sowohl die dynamischen als auch die stationären Eigenschaften einer Prüfmasse messen kann. Dieses basiert auf der Veröffentlichung „M.R. Mackley, R.T.J. Marshall and J.B.A Smeulders, „The multipass rheometer“, J. Rheol. 39(6) November/December 1995, 1293–1309 . Das Rheometer ist nur für den reinen Laboreinsatz geeignet. Hierbei wird eine Schmelze durch einen hydraulischen Antrieb in Oszillationen gebracht. Das Rheometer ist dabei nur bis maximal 200 °C einsetzbar. The company STRATA technology Limited has announced a so-called "Multi Pass Rheometer MPR", which can measure both the dynamic and the stationary properties of a test mass. This is based on the publication "MR Mackley, RTJ Marshall and JBA Smeulders," The Multipass Rheometer ", J. Rheol. 39 (6) November / December 1995, 1293-1309 , The rheometer is only suitable for laboratory use. Here, a melt is brought into oscillation by a hydraulic drive. The rheometer can only be used up to a maximum of 200 ° C.

Weitere bekannte Rheometer sind in der Nicht-Patentliteratur „M.R. Mackley, D.G. Hassell, „The multipass rheometer a review“, J. Non-Newtonian Fluid Mech. 166 (2011) 421–456 , in Form einer Produktbeschreibung für das Gerät „ViscoSure“ der Firma PAC, http://www.paclp.com/process_analytics/viscosure , als auch in der Nicht-Patentliteratur „Rheologische Prüftechnik von Hochpolymeren“, A. Göttfert, E.-O. Reher, KGK 9/1996 Seite 609–615 beschrieben: In der Nicht-Patentliteratur M.R. Mackley, D.G. Hassell, „The multipass rheometer a review“, J. Non-Newtonian Fluid Mech. 166 (2011) 421–456 ist ein Rheometer gezeigt, welches über zwei Ventile von einer Schmelzleitung getrennt ist. 1 zeigt ein derartiges Rheometer. Das Rheometer hat weiter zwei Prüfstempel, die über zwei synchronisierte servohydraulische Motoren angesteuert werden. Die Prüfstempel sind in einem beheizten Prüfkanalsegment mit einer zentral angeordneten Prüfkammer angeordnet. Die Prüfstempel können entweder hin und her bewegt werden, um das Prüfmaterial oszillatorisch durch die Kapillare entweder hin und her zu bewegen, oder geschwindigkeitsgesteuert in eine Bewegungsrichtung, um eine stationäre Strömung zu erzeugen. Vor und nach der Kapillare ist jeweils ein Druckaufnehmer zur Messung des Drucks angeordnet. Einer der Nachteile dabei ist, dass keine definierten Spülvorgänge, die für einen einwandfreien Messvorgang notwendig sind, möglich sind. Im ungünstigsten Fall wird die Messzelle in dieser Anordnung nicht gespült. Ebenfalls ist eine Messkammer für optische Prüfungen gezeigt. Other known rheometers are in the non-patent literature "MR Mackley, DG Hassell," The multipass rheometer a review ", J. Non-Newtonian Fluid Mech. 166 (2011) 421-456 , in the form of a product description for the device "ViscoSure" of the company PAC, http://www.paclp.com/process_analytics/viscosure , as well as in the non-patent literature "Rheological Testing Technique of High Polymers", A. Göttfert, E.-O. Reher, KGK 9/1996 page 609-615 described: In the non-patent literature MR Mackley, DG Hassell, "The multipass rheometer a review," J. Non-Newtonian Fluid Mech. 166 (2011) 421-456 a rheometer is shown, which is separated by two valves from a melt line. 1 shows such a rheometer. The rheometer also has two test punches, which are controlled by two synchronized servohydraulic motors. The test punches are arranged in a heated test channel segment with a centrally arranged test chamber. The test punches can either be moved back and forth to oscillate the test material either oscillating through the capillary, or rate-controlled in a direction of motion to produce a steady state flow. Before and after the capillary, a pressure sensor for measuring the pressure is arranged in each case. One of the disadvantages of this is that no defined rinsing operations, which are necessary for a perfect measurement process, are possible. In the worst case, the measuring cell is not rinsed in this arrangement. Also shown is a measuring chamber for optical tests.

In der Produktbeschreibung für das Gerät „ViscoSure“ der Firma PAC, http://www.paclp.com/process_analytics/viscosure ist ein Online-Rheometer zur Messung von Asphalt und Öl beschrieben. Die Messung erfolgt über einen oszillierenden Prüfstempel, der in einer Bohrung hin und her bewegt wird. In the product description for the device "ViscoSure" of the company PAC, http://www.paclp.com/process_analytics/viscosure is an online rheometer described for measuring asphalt and oil. The measurement takes place via an oscillating test punch, which is moved back and forth in a bore.

Aus der Nicht-Patentliteratur „Rheologische Prüftechnik von Hochpolymeren, A. Göttfert, E.-O. Reher, KGK 9/1996 Seite 609–615“ ist ein Rheometer bekannt geworden, bei dem eine oszillatorische Drehzahländerung auf eine Spinnpumpe aufgebracht wird, sodass der stationären Strömung eine dynamische Strömung überlagert ist. From the non-patent literature "Rheological Testing Technique of High Polymers, A. Göttfert, E.-O. Reher, KGK 9/1996 page 609-615 " a rheometer is known in which an oscillatory speed change is applied to a spinning pump, so that the stationary flow is superimposed on a dynamic flow.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Online-Rheometer zur Verfügung zu stellen, welches sowohl dynamisch als auch stationär die Eigenschaften einer Prüfmasse bestimmen kann, zudem einfach herstellbar ist und eine zuverlässige Bestimmung der rheologischen Eigenschaften der Prüfmasse ermöglicht. It is therefore an object of the present invention to provide an on-line rheometer which can determine the properties of a test mass both dynamically and stationarily, and is also easy to produce and enables a reliable determination of the rheological properties of the test mass.

Die Erfindung löst die Aufgabe bei einem Kapillarrheometer, umfassend einen Einlass und einen Auslass zur Zu- und Abführung einer Prüfmasse in bzw. von einer Messzelle, wobei die Messzelle eine Kapillare umfasst, und wobei an den beiden Enden der Kapillare jeweils ein Prüfkolben angeordnet ist, der relativ zu den Enden der Kapillare verschieblich angeordnet ist und wobei an den beiden Enden jeweils ein Druckaufnehmer zur Messung des Drucks vor den jeweiligen Enden der kapillare angeordnet ist, dadurch, dass die Prüfkolben mechanisch miteinander verbunden sind und mittels eines gemeinsamen Antriebs verschieblich sind. The invention solves the problem in a capillary rheometer, comprising an inlet and an outlet for feeding and discharging a test mass into or from a measuring cell, wherein the measuring cell comprises a capillary, and wherein in each case a test piston is arranged at the two ends of the capillary, which is arranged displaceably relative to the ends of the capillary and wherein at the two ends in each case a pressure sensor for measuring the pressure in front of the respective ends of the capillary is arranged, characterized in that the test pistons are mechanically interconnected and are displaceable by means of a common drive.

Die Erfindung löst die Aufgabe ebenfalls bei einem Verfahren zum Betreiben eines Kapillarrheometers, wobei das Kapillarrheometer mit einer Messzelle, umfassend einen Einlass und einen Auslass zur Zu- und Abführung einer Prüfmasse in die bzw. aus der Messzelle versehen wird, wobei die Messzelle mit einer Kapillare versehen wird und wobei an den beiden Enden der Kapillare jeweils ein Prüfkolben angeordnet wird, der relativ zu den Enden der Kapillare verschieblich angeordnet wird, und wobei an den beiden Enden jeweils ein Druckaufnehmer zur Messung des Drucks vor den jeweiligen Enden der Kapillare angeordnet wird, dadurch, dass die Prüfkolben mechanisch miteinander verbunden werden und mittels eines gemeinsamen Antriebs verschoben werden. The invention also achieves the object in a method for operating a capillary rheometer, wherein the capillary rheometer is provided with a measuring cell, comprising an inlet and an outlet for feeding and discharging a test mass into or out of the measuring cell, wherein the measuring cell is provided with a capillary and wherein at the two ends of the capillary in each case a test piston is arranged, which is arranged displaceably relative to the ends of the capillary, and wherein at the two ends in each case a pressure sensor for measuring the pressure in front of the respective ends of the capillary is arranged, characterized in that the test pistons are mechanically connected to one another and displaced by means of a common drive.

Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass eine besonders zuverlässige Messung sowohl der stationären als auch der dynamischen viskoelastischen Eigenschaften auf einfache Weise ermöglicht wird. One of the advantages achieved with this is that a particularly reliable measurement of both the stationary and the dynamic viscoelastic properties is made possible in a simple manner.

Weitere Merkmale, Vorteile und weitere Ausführungsformen der Erfindung sind im Folgenden beschrieben oder werden hierdurch offenbar:
Vorteilhafterweise erfolgt der gemeinsame Antrieb in Form eines, insbesondere elektrisch betreibbaren, Exzenterantriebs. Damit ist ein einfacher und kostengünstiger und gleichzeitig flexibler Antrieb möglich.
Further features, advantages and further embodiments of the invention are described below or are apparent therefrom:
Advantageously, the common drive takes place in the form of a, in particular electrically operable, eccentric drive. This is a simple and inexpensive and at the same time flexible drive possible.

Zweckmäßigerweise sind die Prüfkolben mittels einer hochsteifen Gabel miteinander und mit dem gemeinsamen Antrieb verbunden. Dies ermöglicht einerseits eine hochsynchrone Bewegung der Prüfstempel, gleichzeitig wird dadurch eine hochsynchrone oszillatorische Bewegung in äußerst kostengünstiger Weise ermöglicht. The test pistons are expediently connected to one another and to the common drive by means of a highly rigid fork. On the one hand, this enables a highly synchronous movement of the test punches, at the same time enabling a highly synchronous oscillatory movement in an extremely cost-effective manner.

Vorteilhafterweise ist mindestens eine Gleitdichtung an zumindest einem, vorzugsweise beiden, Prüfkolben angeordnet. Damit wird eine äußerst hohe Dichtigkeit und damit eine zuverlässige Messung gewährleistet. Advantageously, at least one sliding seal is arranged on at least one, preferably both, test pistons. This ensures a very high density and thus a reliable measurement.

Zweckmäßigerweise ist jeweils ein Ventil zur Steuerung der Zu- und Abführung der Prüfmasse angeordnet. Damit lässt sich auf zuverlässige Weise der Zufluss und Abfluss aus der Messzelle regeln. Conveniently, in each case a valve for controlling the supply and discharge of the proof mass is arranged. This reliably controls the inflow and outflow from the measuring cell.

Vorteilhafterweise sind die zumindest zwei Ventile durch einen gemeinsamen Drehschieber gebildet. Damit wird eine äußerst kostengünstige und gleichzeitig zuverlässige Konstruktion für die Steuerung des Zu- und Abflusses der Prüfmasse bereitgestellt. Advantageously, the at least two valves are formed by a common rotary valve. This provides a very inexpensive and at the same time reliable design for controlling the inflow and outflow of the proof mass.

Zweckmäßigerweise ist der Drehschieber elektrisch und/oder pneumatisch oder manuell betätigbar. Damit ist auf einfache und gleichzeitig flexible Weise eine Betätigung des Drehschiebers möglich. Conveniently, the rotary valve is electrically and / or pneumatically or manually actuated. This is an easy and flexible way an operation of the rotary valve is possible.

Vorteilhafterweise ist eine Abkoppeleinrichtung zur Abkopplung der Messzelle angeordnet. Mittels der Abkoppeleinrichtung ist eine zuverlässige Trennung der Messzelle vom Prozess möglich, sodass bspw. das System, d. h. die Messzelle, unabhängig vom Prozessdruck in einer Schmelzleitung oder dem Extruder (Prozess) gespült werden kann. Advantageously, a decoupling device for decoupling the measuring cell is arranged. By means of the decoupling device a reliable separation of the measuring cell from the process is possible, so that, for example, the system, ie. H. the measuring cell, regardless of the process pressure in a melt line or the extruder (process) can be rinsed.

Zweckmäßigerweise umfasst die Abkoppeleinrichtung mindestens eine, vorzugsweise zwei Spinnpumpen und/oder eine Drossel. Damit ist auf einfache und gleichzeitig zuverlässige Weise eine Abkopplung möglich. Advantageously, the uncoupling device comprises at least one, preferably two spinning pumps and / or a throttle. This is a simple and reliable way a decoupling possible.

Vorteilhafterweise ist eine zweite Kapillare angeordnet, wobei an den beiden Enden der Kapillare jeweils ein weiterer Druckaufnehmer zur Messung des Drucks vor den jeweiligen Enden der zweiten Kapillare angeordnet ist und wobei die zweite Kapillare so in der Messzelle angeordnet ist, sodass mittels der ersten und zweiten Kapillare simultan dynamisch und in stationärer Strömung gemessen werden kann. Damit kann die Zeit für eine Bestimmung der rheologischen Eigenschaften wesentlich verkürzt werden. Advantageously, a second capillary is arranged, wherein at the two ends of the capillary each have a further pressure transducer for measuring the pressure in front of the respective ends of the second capillary is arranged and wherein the second capillary is arranged in the measuring cell, so that by means of the first and second capillary can be measured simultaneously dynamically and in stationary flow. Thus, the time for a determination of the rheological properties can be significantly shortened.

Zweckmäßigerweise ist mindestens eine dritte Kapillare angeordnet, wobei dann für jede dieser dritten Kapillaren eine Spinnpumpe angeordnet ist. Mittels mehrerer dritter Kapillaren lassen sich bspw. gleichzeitig mehrere Messungen unterschiedlicher Materialien oder gleichen Materials vornehmen wobei bei letzterem dann mehrere Messungen zur Erhöhung der Messgenauigkeit kombiniert werden können. Conveniently, at least a third capillary is arranged, in which case a spinning pump is then arranged for each of these third capillaries. For example, several measurements of different materials or the same material can be carried out at the same time by means of a plurality of third capillaries. In the latter case, several measurements can then be combined to increase the measuring accuracy.

Vorteilhafterweise ist die jeweilige Spinnpumpe für jede der dritten Kapillaren zu deren Antrieb mit einer weiteren Spinnpumpe gekoppelt oder weist einen separaten Antrieb auf, der mit einer weiteren Spinnpumpe synchronisiert ist. Einer der damit erzielten Vorteile ist, dass damit auf einfache Weise die Spinnpumpe miteinander synchronisiert sind. Advantageously, the respective spinning pump for each of the third capillaries is coupled to drive them with a further spinning pump or has a separate drive, which is synchronized with another spinning pump. One of the advantages achieved is that in a simple way the spinning pump are synchronized with each other.

Zweckmäßigerweise ist die Förderleistung zumindest einer Spinnpumpe, insbesondere über deren Drehzahl, regelbar. Damit lässt sich auf einfache und gleichzeitig zuverlässige Weise die Förderleistung regeln. Appropriately, the delivery rate of at least one spin pump, in particular on the speed controlled. This makes it possible to regulate the delivery rate in a simple and reliable manner.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen, und aus dazugehöriger Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen. Further important features and advantages of the invention will become apparent from the subclaims, from the drawings, and from associated figure description with reference to the drawings.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen. It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.

Bevorzugte Ausführungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Preferred embodiments and embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components or elements.

Dabei zeigt It shows

1 ein bereits bekanntes Rheometer; 1 an already known rheometer;

2 Teile eines Rheometers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 2 Parts of a rheometer according to an embodiment of the present invention;

3 Teile eines Rheometers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; 3 Parts of a rheometer according to an embodiment of the present invention;

4 Teile eines Rheometers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und 4 Parts of a rheometer according to an embodiment of the present invention; and

5 Teile eines Rheometers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 Parts of a rheometer according to an embodiment of the present invention.

1 zeigt ein bereits bekanntes Rheometer. Das Rheometer 1 weist eine Messzelle 11 auf, die eine Kapillare 3 aufweist. In linearer Anordnung an den beiden Enden der Kapillare 3 sind Prüfkolben 4a, 4b angeordnet, die in Richtung 100, also in Richtung auf die Enden und von diesen weg jeweils bewegbar sind. Die Endbereiche der Kapillare 3 stehen dabei über jeweils ein Ventil 5a, 5b in Verbindung mit einer Anschlussleitung 6a, 6b über die Prüfmasse zu- bzw. abgeführt werden kann. 1 shows an already known rheometer. The rheometer 1 has a measuring cell 11 on, which is a capillary 3 having. In a linear arrangement at the two ends of the capillary 3 are test pistons 4a . 4b arranged in the direction 100 , So in the direction of the ends and away from each of them are movable. The end areas of the capillary 3 stand each one valve 5a . 5b in connection with a connection cable 6a . 6b can be added or removed via the proof mass.

2 zeigt Teile eines Rheometers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 2 shows parts of a rheometer according to an embodiment of the present invention.

Im Detail ist in 2 eine Messzelle 11 eines Rheometers 1 gezeigt. Die Messzelle 11 weist einen Einlass 6a und einen Auslass 6b für eine Prüfmasse an die Umgebung auf, bspw. zum Anschluss an einen Extruder oder Schmelzeleitung. Stromabwärts des Einlasses 6a ist eine Spinnpumpe 10 angeordnet, die mittels eines Motors 21 antreibbar ist. Stromabwärts der Spinnpumpe 10 ist ein Ventil 5a angeordnet und weiter stromabwärts des Ventils 5a ist der Einlass einer Kapillare 3 angeordnet. Im Bereich des Eingangs der Kapillare 3 ist ein erster Druckaufnehmer 2b zur Messung des Drucks vor dem Einlass der Kapillare 3 angeordnet. Gleiches gilt entsprechend für das andere Ende der Kapillare 3 – Auslass der Kapillare – an dem ein zweiter Druckaufnehmer 2a angeordnet ist. In linearer Anordnung zu der Längserstreckung der Kapillare 3 sind zwei Verdrängerkolben 4a, 4b angeordnet. Der Auslass der Kapillare 3 ist wiederum über ein Ventil 5b und weiter eine Drossel 11 mit dem Auslass 6b verbunden. Die Prüfkolben 4a, 4b sind dabei mit einer hochsteifen Gabel 9a, 9b verbunden, die mittels eines Excenters 8, der wiederum von einem Motor 22 angetrieben wird, betätigbar ist. Die hochsteife Gabel 9a, 9b stellt dabei eine hochsynchrone Bewegung der Prüfkolben 4a, 4b sicher. Die Bewegung der Prüfkolben erfolgt hier über einen elektrischen Exzenterantrieb 8, 22. Die Prüfkolben 4a, 4b weisen jeweils mindestens eine, vorzugsweise zwei Gleitdichtungen 7a, 7b auf, um eine hohe Dichtigkeit zu erreichen. Die über die hochsteife Gabel 9a, 9b gekoppelten Prüfkolben 4a, 4b bewegen sich durch den Exzenterantrieb 8, 22 oszillierend hin und her. Durch eine variable Drehzahlsteuerung des Exzentermotors 22 kann ein definierter Frequenzbereich zur Ermittlung der bekannten physikalischen Größen der Viskoelastizität einer Prüfmasse in der Kapillare 3 ermöglicht werden. In detail is in 2 a measuring cell 11 a rheometer 1 shown. The measuring cell 11 has an inlet 6a and an outlet 6b for a test mass to the environment, for example, for connection to an extruder or melt line. Downstream of the inlet 6a is a spinning pump 10 arranged by means of a motor 21 is drivable. Downstream of the spinning pump 10 is a valve 5a arranged and further downstream of the valve 5a is the inlet of a capillary 3 arranged. In the area of the entrance of the capillary 3 is a first pressure transducer 2 B for measuring the pressure before the inlet of the capillary 3 arranged. The same applies accordingly to the other end of the capillary 3 - Outlet of the capillary - on which a second pressure transducer 2a is arranged. In a linear arrangement to the longitudinal extent of the capillary 3 are two displacement pistons 4a . 4b arranged. The outlet of the capillary 3 is in turn via a valve 5b and continue one throttle 11 with the outlet 6b connected. The test pistons 4a . 4b are with a high stiff fork 9a . 9b connected by means of an Excenters 8th in turn, from a motor 22 is driven, is operable. The high stiff fork 9a . 9b provides a highly synchronous movement of the test piston 4a . 4b for sure. The movement of the test piston takes place here via an electric eccentric drive 8th . 22 , The test pistons 4a . 4b each have at least one, preferably two sliding seals 7a . 7b on to achieve a high density. The over the high stiff fork 9a . 9b coupled test piston 4a . 4b move through the eccentric drive 8th . 22 oscillating back and forth. Through a variable speed control of the eccentric motor 22 may be a defined frequency range for determining the known physical variables of the viscoelasticity of a test mass in the capillary 3 be enabled.

Weiterhin weist die Messzelle 11 – wie vorstehend ausgeführt – zwei Ventile 5a, 5b für den Ein- und Auslass der Prüfmasse bzw. Schmelze in die bzw. aus der Messzelle 11 auf, die manuell, elektrisch oder pneumatisch mittels eines Motors 21 betätigt werden können. Diese Ventile 5a, 5b sind hier vorzugsweise als ein einachsiger Drehschieber 12 in einer Verbindungsbohrung ausgeführt. Der Drehschieber 12 erlaubt in einer ersten Stellung A einen direkten Durchfluss durch die Messzelle 11, wodurch dort der Materialaustausch erfolgt. In einer weiteren Stellung B ist die Messzelle 11 von Zu- und Ablauf 6a, 6b abgekoppelt – nun ruht die Schmelze – und wird im Bypass über die Verbindungsbohrung umströmt. In der Stellung B erfolgt dann die oszillierende Bewegung der beiden Prüfkolben 4a, 4b, und damit die Ermittlung der viskoelastischen Kenngrößen. Furthermore, the measuring cell 11 - As stated above - two valves 5a . 5b for the inlet and outlet of the test mass or melt into or out of the measuring cell 11 on, manually, electrically or pneumatically by means of a motor 21 can be operated. These valves 5a . 5b are here preferably as a uniaxial rotary valve 12 executed in a connecting hole. The rotary valve 12 allows in a first position A a direct flow through the measuring cell 11 , whereby there the material exchange takes place. In another position B is the measuring cell 11 from inlet and outlet 6a . 6b decoupled - now the melt rests - and is bypassed in the bypass via the connecting hole. In position B, the oscillating movement of the two test pistons takes place 4a . 4b , and thus the determination of viscoelastic characteristics.

Die Messzelle 11 weist weiter die bereits genannte Spinnpumpe 10 auf, die die Messzelle 11 vom Prozess abkoppelt, so dass die Messzelle unabhängig vom Prozessdruck in der Schmelzeleitung oder dem Extruder (Prozess) gespült werden kann. In Stellung A wird beim Durchfluss durch die Kapillare 3 bei konstanter Drehzahl der Spinnpumpe 10 die Druckdifferenz zwischen den Druckaufnehmern 2a, 2b zur Bestimmung der stationären Viskosität gemessen. Durch die Drossel 11 am Auslass 6b wird ein konstanter Fülldruck erreicht. Die Drossel 11 erfüllt, vergleichbar wie die Spinnpumpe 10 im Eingang, die ausgangsseitige Abkopplung der Messzelle 11 vom Prozess. Durch variable Pumpendrehzahlen und korrespondierenden Druckabfällen kann so die stationäre Viskositätsfunktion in einem gegebenen Schergeschwindigkeitsbereich ermittelt werden. The measuring cell 11 further points the already mentioned spinning pump 10 on top of that, the measuring cell 11 decoupled from the process, so that the measuring cell can be purged regardless of the process pressure in the melt line or the extruder (process). In position A will flow through the capillary 3 at constant speed of the spinning pump 10 the pressure difference between the pressure transducers 2a . 2 B measured to determine the steady state viscosity. Through the throttle 11 at the outlet 6b a constant filling pressure is achieved. The throttle 11 fulfilled, comparable to the spinning pump 10 in the input, the output-side decoupling of the measuring cell 11 from the process. By means of variable pump speeds and corresponding pressure drops, the stationary viscosity function can thus be determined in a given shear rate range.

3 zeigt Teile eines Rheometers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 3 shows parts of a rheometer according to an embodiment of the present invention.

In 3 ist im Wesentlichen eine Messzelle 11 gemäß 2 gezeigt. Im Unterschied zur Messzelle 11 gemäß 2 weist die Messzelle 11 gemäß 3 eine zweite Kapillare 3b auf. Am Einlass und Auslass der zweiten Kapillare 3b sind jeweils ein weiterer Drucksensor 2c, 2d zur Messung des Drucks angeordnet. Mittels der Ventile 5a, 5b bzw. des Drehschiebers 12 kann die zweite Kapillare 3b fluidisch mit dem Einlass 6a bzw. dem Auslass 6b verbunden werden. Mittels der zweiten Kapillare 3b und der beiden Drucksensoren 2c, 2d vor bzw. hinter der zweiten Kapillare 3b kann in Stellung B des Drehschiebers 12, simultan, dynamisch über erste Kapillare 3a und in stationärer Strömung über die zweite Kapillare 3b gemessen werden. Im Fall, dass die zweite Kapillare 3b identisch ausgebildet ist wie die erste Kapillare 3a, kann während des Spülvorgangs die Messgröße der zweiten Kapillare 3b dazu verwendet werden, um sicher den Spülvorgang zu beenden und gleichzeitig zu überprüfen, ob die Bohrung der ersten Kapillare 3a sich nicht mit degradiertem Material zugesetzt hat. Dieser Effekt – z. B. Ablagerungen in der Kapillare 3a, 3b – kann in Folge der längeren Verweilzeit der Prüfmasse/des Materials in diesem Teil der Messzelle 11 auftreten. Im Falle, dass das System mehr als eine oder sogar mehrere weitere Kapillaren aufweist, können für diese zusätzlichen Kapillaren jeweils eine weitere Spinnpumpe angeordnet werden. Die weitere(n) Spinnpumpe(n) ist (sind) entweder mechanisch mit der/den bereits vorhandenen Spinnpumpe(n) gekoppelt oder jeweils mit einem weiteren Antrieb ausgestattet, dessen Drehzahl mit der Drehzahl des Antriebs 21 der ersten Spinnpumpe 10 synchronisiert ist. In 3 is essentially a measuring cell 11 according to 2 shown. In contrast to the measuring cell 11 according to 2 has the measuring cell 11 according to 3 a second capillary 3b on. At the inlet and outlet of the second capillary 3b are each another pressure sensor 2c . 2d arranged to measure the pressure. By means of the valves 5a . 5b or the rotary valve 12 can the second capillary 3b fluidic with the inlet 6a or the outlet 6b get connected. By means of the second capillary 3b and the two pressure sensors 2c . 2d before or after the second capillary 3b can in position B of the rotary valve 12 , simultaneously, dynamically via first capillary 3a and in steady flow over the second capillary 3b be measured. In the case of the second capillary 3b is designed identically as the first capillary 3a , During the flushing process, the measured variable of the second capillary 3b be used to safely stop the flushing while checking whether the bore of the first capillary 3a not added with degraded material. This effect - z. B. deposits in the capillary 3a . 3b - Can be due to the longer residence time of the test mass / the material in this part of the measuring cell 11 occur. In the case that the system has more than one or even more capillaries, one additional spin pump can be arranged for each of these additional capillaries. The further spinning pump (s) is (are) either mechanically coupled to the already existing spinning pump (s) or each equipped with a further drive whose speed coincides with the speed of the drive 21 the first spinning pump 10 is synchronized.

4 zeigt Teile eines Rheometers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 4 shows parts of a rheometer according to an embodiment of the present invention.

In 4 ist im Wesentlichen eine Messzelle 11 gemäß 2 gezeigt. Im Unterschied zur Messzelle 11 gemäß 2 weist die Messzelle 11 gemäß 4 anstelle der Drossel 11 eine zweite Spinnpumpe 10b auf, die mittels eines weiteren Motors 23 antreibbar ist. In 4 is essentially a measuring cell 11 according to 2 shown. In contrast to the measuring cell 11 according to 2 has the measuring cell 11 according to 4 instead of the throttle 11 a second spinning pump 10b on, by means of another motor 23 is drivable.

Mittels der zweiten Spinnpumpe 10b mit Motor 23, kann das Material/Prüfmasse zurück in den Prozess (Schmelzeleitung oder Extruder) über den Auslass 6b gefördert werden. Durch die zweite Spinnpumpe 10b im Bereich des Auslasses 6b ist das System unabhängig vom Prozessdruck und es kann ebenfalls ein konstanter Fütterdruck erreicht werden. Diese zweite Spinnpumpe 10b weist entweder – wie erwähnt – einen separaten Motor 23 auf, der mit dem Motor 21 der ersten Spinnpumpe 21 synchronisiert ist, oder er wird mechanisch über einen gemeinsamen Antriebsschaft gekoppelt. By means of the second spinning pump 10b with engine 23 , the material / proof mass can be returned to the process (melt line or extruder) via the outlet 6b be encouraged. Through the second spinning pump 10b in the area of the outlet 6b the system is independent of the process pressure and a constant feeding pressure can also be achieved. This second spinning pump 10b either has - as mentioned - a separate engine 23 on that with the engine 21 the first spinning pump 21 is synchronized or mechanically coupled via a common drive shaft.

5 zeigt Teile eines Rheometers gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 5 shows parts of a rheometer according to an embodiment of the present invention.

In 5 ist im Wesentlichen eine Messzelle 11 gemäß 3 gezeigt. Im Unterschied zur Messzelle 11 gemäß 3 weist die Messzelle 11 gemäß 5 anstelle der Drossel 11 eine zweite Spinnpumpe 10b auf, die mittels eines weiteren Motors 23 antreibbar ist analog der Ausführungsform in 3. In 5 is essentially a measuring cell 11 according to 3 shown. In contrast to the measuring cell 11 according to 3 has the measuring cell 11 according to 5 instead of the throttle 11 a second spinning pump 10b on, by means of another motor 23 drivable is analogous to the embodiment in 3 ,

Analog zur Ausführungsform gemäß 3 ist hier die weitere Kapillare 3b und die mindestens zwei weiteren Druckaufnehmer 2c und 2d vor und hinter der zweiten Kapillare 3b angeordnet, um simultan, dynamisch über erste Kapillare 3a und in stationärer Strömung über die zweite Kapillare 3b messen zu können. Im Falle, dass das System mit mehr als einer weiteren Kapillare also drei oder mehr Kapillaren ist, kann jeweils eine weitere Spinnpumpe in der Zuführbohrung der Messanordnung aufweist bzw. Messzelle 11 angeordnet werden. Analogous to the embodiment according to FIG 3 here is the further capillary 3b and the at least two other pressure transducers 2c and 2d in front of and behind the second capillary 3b arranged to be simultaneously, dynamically via first capillary 3a and in steady flow over the second capillary 3b to be able to measure. In the event that the system with more than one further capillary is thus three or more capillaries, in each case one further spinning pump can have in the feed bore of the measuring arrangement or measuring cell 11 to be ordered.

Die zweite Spinnpumpe 10b ist entweder mechanisch mit der bereits vorhandenen erste Spinnpumpe 10a mit Motor 21 gekoppelt oder mit einem weiteren Antrieb 23 ausgestattet, dessen Drehzahl mit der Drehzahl des Antriebs 21 der ersten Spinnpumpe 10a synchronisiert ist. Alternativ kann der Druck nach der zweiten Kapillare 3b gemessen über den vierten Drucksensor 2d über die Drehzahl der Spinnpumpe 10b im Auslauf geregelt werden, um ein mögliches Aufschäumen der Prüfmasse während des Messvorgangs zu vermeiden The second spinning pump 10b is either mechanical with the already existing first spin pump 10a with engine 21 coupled or with another drive 23 equipped, whose speed with the speed of the drive 21 the first spinning pump 10a is synchronized. Alternatively, the pressure after the second capillary 3b measured via the fourth pressure sensor 2d about the speed of the spinning pump 10b be controlled in the outlet to avoid possible foaming of the test mass during the measurement process

Zusammenfassend stellt die vorliegende Erfindung in einem oder mehreren Ausführungsformen ein Prüfgerät zur Bestimmung der dynamischen und stationären rheologischen Daten im kontinuierlich arbeitenden Prozess bereit. Das Prüfgerät kann dabei gemäß zumindest einem der nachfolgenden Punkte 1.–6. ausgebildet sein:

  • 1. Eine Messzelle mit linearer Kolbenanordnung von zwei gegenüberliegenden Kolben, die über eine hochsteife Gabel in der Bewegung synchronisiert sein können • Die Bewegung der Kolben kann über einen Exzenterantrieb erfolgen. • Die Stempel können mindestens je eine Gleitringdichtung aufweisen. • Die Stempel können sich oszillierend hin und her bewegen.
  • 2. Die Messzelle kann an den Ausgängen zwei Ventile, bzw. einen Drehschieber, elektrisch oder pneumatisch angesteuert aufweisen. • Die Ventile/Drehschieber können mindestens zwei Stellungen, eine Durchgangsstellung und eine Stellung zum Umströmen der Messstelle aufweisen. • Die Anordnung kann eine Spinnpumpe in der Zuführleitung aufweisen. • Die Spinnpumpe kann ein Spülen der Kapillare ermöglichen. • Hierdurch kann die Messzelle vom externen Prozessdruckabgekoppelt werden. • Es kann eine Messung der stationären Viskosität während des Spülvorgangs erfolgen.
  • 3. Die Anordnung kann eine Drossel in der Schmelzerückführung aufweisen und es kann ein stationärer Fülldruck erreicht werden.
  • 4. Alternativ oder zusätzlich zur Verbindungsbohrung zwischen Ein- und Auslass im Ventil/Drehschieber kann die Anordnung mindestens eine weitere Kapillare mit mindestens zwei Druckaufnehmern aufweisen. • Es kann simultane Messung von stationärer und dynamischer Viskosität erfolgen. • Es kann Überprüfung des Spülvorgangs durch Vergleich der Viskosität von erster Kapillare und zweiter Kapillare bei identischer Kapillarengeometrie erfolgen. • Jede weitere Kapillare kann über eine separate Spinnpumpe versorgt werden, angetrieben über – gleichen Antriebsschaft und/oder – synchron zur Messpumpe arbeitender Motor.
  • 5. Alternativ zur Drossel kann die Anordnung eine weitere Spinnpumpe zur Rückführung des Materials in den Prozess aufweisen und eine • Messzelle unabhängig vom Prozess und einen • konstanten Fütterdruck bereitstellen, wobei diese • angetrieben über – gleichen Antriebsschaft und/oder – synchron zur Messpumpe arbeitender Motor mit mindestens gleichem spezifischen Volumen.
  • 6. Alternativ zur Verbindungsbohrung zwischen Ein- und Auslass im Ventil kann die Anordnung, bei der mindestens eine Spinnpumpe im Auslass vorhanden ist, mindestens eine weitere Kapillare mit mindestens zwei Druckaufnehmern aufweisen. • Es kann eine simultane Messung von stationärer und dynamischer Viskosität erfolgen. • Es kann eine Überprüfung des Spülvorgangs durch Vergleich der Viskosität von erster Kapillare und zweiter Kapillare bei gleicher Kapillarengeometrie erfolgen. • Es kann eine Regelung des Druckes nach der zweiten Kapillare über die Drehzahl im Falle, dass eine zweite Spinnpumpe im Rückförderstrom mit separatem Antrieb angeordnet ist. • Jede weitere Kapillare kann über eine separate Spinnpumpe versorgt werden und kann angetrieben werden über – gleichen Antriebsschaft oder – Synchron zur Messpumpe arbeitenden Motor.
In summary, in one or more embodiments, the present invention provides a test apparatus for determining the dynamic and stationary rheological data in the continuous process. The tester can according to at least one of the following points 1.-6. be trained:
  • 1. A measuring cell with a linear piston arrangement of two opposing pistons, which can be synchronized via a highly rigid fork in the movement • The movement of the pistons can take place via an eccentric drive. • The punches can have at least one mechanical seal each. • The stamps can oscillate back and forth.
  • 2. The measuring cell may have two valves, or a rotary valve, electrically or pneumatically actuated at the outputs. • The valves / rotary valves can have at least two positions, a passage position and a position for flowing around the measuring point. The arrangement may have a spinning pump in the supply line. • The spinning pump can allow flushing of the capillary. • This allows the measuring cell to be disconnected from the external process pressure. • It is possible to measure the stationary viscosity during the rinsing process.
  • 3. The arrangement may have a throttle in the melt return and it may be a stationary filling pressure can be achieved.
  • 4. Alternatively or in addition to the connection bore between the inlet and outlet in the valve / rotary valve, the arrangement may have at least one further capillary with at least two pressure transducers. • Simultaneous measurement of steady state and dynamic viscosity can be made. • It is possible to check the rinsing process by comparing the viscosity of the first capillary and the second capillary with identical capillary geometry. • Each additional capillary can be supplied by a separate spinning pump, driven by the same drive shaft and / or by a motor operating synchronously with the metering pump.
  • 5. As an alternative to the throttle, the assembly may include a further spinning pump for returning the material to the process and providing a measuring cell independent of the process and a constant feeding pressure, this being driven by the same drive shaft and / or motor operating synchronously with the metering pump with at least the same specific volume.
  • 6. As an alternative to the connection bore between inlet and outlet in the valve, the arrangement in which at least one spinning pump is present in the outlet, at least one further capillary having at least two pressure transducers. • Simultaneous measurement of steady-state and dynamic viscosity can be performed. • It is possible to check the rinsing process by comparing the viscosity of the first capillary and the second capillary with the same capillary geometry. • It can be a regulation of the pressure after the second capillary over the speed in the event that a second spin pump is arranged in the return flow with separate drive. • Each additional capillary can be supplied via a separate spin pump and can be driven via the same drive shaft or - synchronously with the metering pump motor.

Zusammenfassend weist die Erfindung unter anderem den Vorteil auf, dass definierte Spielvorgänge ermöglicht werden und damit die Zuverlässigkeit bei der Messung der rheologischen Eigenschaften wesentlich besser werden. Ein weiterer Vorteil ist, dass eine einfache Synchronisierung zweier Kolben ermöglicht wird, ohne dass hierfür eine komplizierte Steuerung notwendig ist. Ein weiterer Vorteil ist, dass die Erfindung kostengünstig und gleichzeitig zuverlässig ist. In summary, the invention has, inter alia, the advantage that defined game operations are made possible and thus the reliability in the measurement of the rheological properties are significantly better. Another advantage is that easy synchronization of two pistons is made possible, without the need for a complicated control is necessary. Another advantage is that the invention is inexpensive and reliable at the same time.

Obwohl die vorliegende Erfindung anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar. Although the present invention has been described in terms of preferred embodiments, it is not limited thereto, but modifiable in a variety of ways.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1
Kapillarrheometer capillary
2a, 2b, 2c, 2d 2a, 2b, 2c, 2d
Druckaufnehmer/Drucksensor Pressure sensor / pressure sensor
3, 3a, 3b 3, 3a, 3b
Kapillare capillary
4a, 4b 4a, 4b
Prüfstempel dolly
5a, 5b 5a, 5b
Kraftaufnehmer Load cell
6a 6a
Anschlussschmelzleitung/Extruder Connection melting line / Extruders
6b 6b
Auslass outlet
7a, 7b 7a, 7b
Dichtung poetry
8 8th
Exzenter eccentric
9a, 9b 9a, 9b
Gestänge linkage
10, 10a, 10b 10, 10a, 10b
Spinnpumpe spinning pump
11 11
Messzelle cell
12 12
Drehschieber rotary vane
13 13
Drossel throttle
20, 21, 22, 23 20, 21, 22, 23
Motor engine
100 100
Verschieberichtung/Prüfstempel Displacement direction / inspection stamp

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • „M.R. Mackley, R.T.J. Marshall and J.B.A Smeulders, „The multipass rheometer“, J. Rheol. 39(6) November/December 1995, 1293–1309 [0010] "MR Mackley, RTJ Marshall and JBA Smeulders," The Multipass Rheometer ", J. Rheol. 39 (6) November / December 1995, 1293-1309 [0010]
  • „M.R. Mackley, D.G. Hassell, „The multipass rheometer a review“, J. Non-Newtonian Fluid Mech. 166 (2011) 421–456 [0011] MR Mackley, DG Hassell, "The multipass rheometer a review", J. Non-Newtonian Fluid Mech. 166 (2011) 421-456 [0011]
  • http://www.paclp.com/process_analytics/viscosure [0011] http://www.paclp.com/process_analytics/viscosure [0011]
  • „Rheologische Prüftechnik von Hochpolymeren“, A. Göttfert, E.-O. Reher, KGK 9/1996 Seite 609–615 [0011] "Rheological Testing Technique of High Polymers", A. Göttfert, E.-O. Reher, KGK 9/1996 pages 609-615 [0011]
  • M.R. Mackley, D.G. Hassell, „The multipass rheometer a review“, J. Non-Newtonian Fluid Mech. 166 (2011) 421–456 [0011] MR Mackley, DG Hassell, "The multipass rheometer a review," J. Non-Newtonian Fluid Mech. 166 (2011) 421-456 [0011]
  • http://www.paclp.com/process_analytics/viscosure [0012] http://www.paclp.com/process_analytics/viscosure [0012]
  • „Rheologische Prüftechnik von Hochpolymeren, A. Göttfert, E.-O. Reher, KGK 9/1996 Seite 609–615“ [0013] "Rheological Testing Technique of High Polymers, A. Göttfert, E.-O. Reher, KGK 9/1996 page 609-615 " [0013]

Claims (14)

Kapillarrheometer (1), umfassend eine Messzelle (11) mit einem Einlass (6a) und einen Auslass (6b) zur Zu- und Abführung einer Prüfmasse in bzw. aus der Messzelle (11), wobei die Messzelle (11) eine Kapillare (3, 3a, 3b) umfasst und wobei an den beiden Enden der Kapillare jeweils ein Prüfkolben (4a, 4b) angeordnet ist, der relativ zu den Enden der Kapillare verschieblich angeordnet ist, und wobei an den beiden Enden jeweils ein Druckaufnehmer (2a, 2b; 2c, 2d) zu Messung des Drucks vor den jeweiligen Enden der Kapillare angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkolben (4a, 4b) mechanisch miteinander verbunden sind und mittels eines gemeinsamen Antriebs verschieblich sind. Capillary rheometer ( 1 ), comprising a measuring cell ( 11 ) with an inlet ( 6a ) and an outlet ( 6b ) for the supply and discharge of a test mass into or out of the measuring cell ( 11 ), the measuring cell ( 11 ) a capillary ( 3 . 3a . 3b ) and wherein at the two ends of the capillary in each case a test piston ( 4a . 4b ), which is arranged displaceably relative to the ends of the capillary, and wherein at both ends in each case a pressure sensor ( 2a . 2 B ; 2c . 2d ) is arranged to measure the pressure in front of the respective ends of the capillary, characterized in that the test pistons ( 4a . 4b ) are mechanically connected to each other and are displaceable by means of a common drive. Kapillarrheometer gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der gemeinsame Antrieb in Form eines, insbesondere elektrisch betreibbaren, Exzenterantriebs (8, 22) erfolgt. Capillary rheometer according to claim 1, characterized in that the common drive in the form of, in particular electrically operable, eccentric drive ( 8th . 22 ) he follows. Kapillarrheometer gemäß einem der Ansprüche 1–2, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkolben (4a, 4b) mittels einer hochsteifen Gabel (9a, 9b) miteinander und mit dem gemeinsamen Antrieb (8, 22) verbunden sind. Capillary rheometer according to one of claims 1-2, characterized in that the test pistons ( 4a . 4b ) by means of a high stiff fork ( 9a . 9b ) with each other and with the common drive ( 8th . 22 ) are connected. Kapillarrheometer gemäß einem der Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Gleitdichtung (7a, 7b) an zumindest einem, vorzugsweise beiden, Prüfkolben (4a, 4b) angeordnet ist. Capillary rheometer according to one of claims 1-3, characterized in that at least one sliding seal ( 7a . 7b ) on at least one, preferably both, test pistons ( 4a . 4b ) is arranged. Kapillarhreometer gemäß einem der Ansprüche 1–4, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Ventil (5a, 5b) zur Steuerung der Zu- und Abführung der Prüfmasse angeordnet ist. Capillary spectrometer according to one of claims 1-4, characterized in that in each case a valve ( 5a . 5b ) is arranged to control the supply and discharge of the proof mass. Kapillarrheometer gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Ventile (5a, 5b) durch einen gemeinsamen Drehschieber (12) gebildet sind. Capillary rheometer according to claim 5, characterized in that the at least two valves ( 5a . 5b ) by a common rotary valve ( 12 ) are formed. Kapillarrheometer gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehschieber (12) elektrisch und/oder pneumatisch oder manuell betätigbar ist. Capillary rheometer according to claim 6, characterized in that the rotary valve ( 12 ) is electrically and / or pneumatically or manually operable. Kapillarrheometer gemäß einem der Ansprüche 1–7, dadurch gekennzeichnet, dass eine Abkoppeleinrichtung (10a, 10b) zur Abkopplung der Messzelle (11) angeordnet ist. Capillary rheometer according to one of claims 1-7, characterized in that a decoupling device ( 10a . 10b ) for decoupling the measuring cell ( 11 ) is arranged. Kapillarrheometer gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Abkoppeleinrichtung (10a, 10b, 11) mindestens eine, vorzugsweise zwei, Spinnpumpen (10a, 10b) und/oder eine Drossel (13) umfasst. Capillary rheometer according to claim 8, characterized in that the decoupling device ( 10a . 10b . 11 ) at least one, preferably two, spinning pumps ( 10a . 10b ) and / or a throttle ( 13 ). Kapillarrheometer gemäß einem der Ansprüche 1–9, dadurch gekennzeichnet, dass eine zweite Kapillare (3b) angeordnet ist, wobei an den beiden Enden der zweiten Kapillare (3b) jeweils ein weiterer Druckaufnehmer (2c, 2d) zur Messung des Drucks vor den jeweiligen Enden der zweiten Kapillare (3b) angeordnet ist und wobei die zweite Kapillare (3b) so in der Messzelle (11) angeordnet ist, sodass mittels der ersten und zweiten Kapillare (3b) simultan dynamisch und in stationärer Strömung gemessen werden kann. Capillary rheometer according to one of claims 1-9, characterized in that a second capillary ( 3b ) is arranged, wherein at the two ends of the second capillary ( 3b ) each another pressure transducer ( 2c . 2d ) for measuring the pressure in front of the respective ends of the second capillary ( 3b ) and wherein the second capillary ( 3b ) so in the measuring cell ( 11 ) is arranged so that by means of the first and second capillary ( 3b ) can be measured simultaneously dynamically and in stationary flow. Kapillarrheometer gemäß einem der Ansprüche 1–10, dadurch gekennzeichnet, dass drei oder mehr Kapillaren angeordnet sind, wobei dann für jede dieser Kapillaren eine Spinnpumpe angeordnet ist. Capillary rheometer according to one of claims 1-10, characterized in that three or more capillaries are arranged, in which case a spinning pump is then arranged for each of these capillaries. Kapillarrheometer gemäß Anspruch 11, wobei die jeweilige Spinnpumpe für jede der Kapillaren zu deren Antrieb mit einer weiteren Spinnpumpe gekoppelt ist oder einen separaten Antrieb aufweist, der mit einer weiteren Spinnpumpe sychronisiert ist. Capillary rheometer according to claim 11, wherein the respective spinning pump is coupled for each of the capillaries to drive them with another spin pump or has a separate drive, which is synchronized with another spinning pump. Kapillarrheometer gemäß einem der Ansprüche 1–12, dadurch gekennzeichnet, dass die Förderleistung zumindest einer Spinnpumpe (10a, 10b), insbesondere über deren Drehzahl, regelbar ist. Capillary rheometer according to one of claims 1-12, characterized in that the delivery rate of at least one spinning pump ( 10a . 10b ), in particular on the speed of which is controllable. Verfahren zum Betreiben eines Kapillarrheometers (1), wobei das Kapillarrheometer mit einer Messzelle, umfassend einen Einlass (6a) und einen Auslass (6b) zur Zu- und Abführung einer Prüfmasse in die bzw. aus der Messzelle (11), versehen wird, wobei die Messzelle (11) mit einer Kapillare (3a) versehen wird und wobei an den beiden Enden der Kapillare (3a) jeweils ein Prüfkolben (4a, 4b) angeordnet wird, der relativ zu den Enden der Kapillare (3a) verschieblich angeordnet wird, und wobei an den beiden Enden jeweils ein Druckaufnehmer (2a, 2b) zu Messung des Drucks vor den jeweiligen Enden der Kapillare (3a) angeordnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Prüfkolben (4a, 4b) mechanisch miteinander verbunden werden und mittels eines gemeinsamen Antriebs (8, 22) verschoben werden. Method for operating a capillary rheometer ( 1 ), wherein the capillary rheometer with a measuring cell, comprising an inlet ( 6a ) and an outlet ( 6b ) for the supply and removal of a test mass into or out of the measuring cell ( 11 ), the measuring cell ( 11 ) with a capillary ( 3a ) and wherein at the two ends of the capillary ( 3a ) a test piston ( 4a . 4b ), which is relative to the ends of the capillary ( 3a ) is arranged displaceably, and wherein at both ends in each case a pressure transducer ( 2a . 2 B ) to measure the pressure in front of the respective ends of the capillary ( 3a ), characterized in that the test pistons ( 4a . 4b ) are mechanically connected to each other and by means of a common drive ( 8th . 22 ) are moved.
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