DE2435069C3 - Vorrichtung zur Bestimmung der Scher- und Teilungskräfte, die in einer Flüssigkeitsschicht zwischen sich drehenden Walzen auftreten - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Scher- und Teilungskräfte, die in einer Flüssigkeitsschicht zwischen sich drehenden Walzen auftreten, bestehend aus einer frei drehbar und gegen eine Federkraft verschiebbar gelagerten, zylindrischen Meßwalze, die in Kontakt mit einer die Flüssigkeitsschicht tragenden Zuteilwalze steht, und aus Meßelementen zur Messing der Verschiebung der Achse der Meßwalze.

Vorrichtungen der genannten Art sind nach der GB-PS 10 01 129 bekannt.

Mit einer solchen Vorrichtung w.rd die Scherspannung einer Flüssigkeit, im speziellen Fall die Teilungskraft der Farbe einer Druckmaschine gemessen, wobei die Kraft mit einer kleinen Walze gemessen wird, die in Rollkontakt mit einer Zuteilwalze für die Flüssigkeit gebracht ist und die Kraft durch die Haftung längs des Umfanges der Zuteilwafze gemessen wird. Das dabei erhaltene Signal ist nicht sehr stark und muß elektronisch verstärkt werden.

Ferner ist in der Zeitschrift »Product Engineering« vom i /. Juni 1968, Seite 86, ein Viscosimeter gemäß dem W. H. Hoppmann II Prinzip beschrieben, das aus einem Glasrohr besteht, welches an zwei federnden Trägern aufgehängt ist und in dem eine zweite Röhre hin und her geht. In den Spalt zwischen den beiden Röhren wird die zu untersuchende Flüssigkeit eingebracht und die axiale Verstellung des äußeren Rohres wird in Bezug auf das innere für die Feststellung der Flüssigkeitsviscosität gemessen. Bei diesem Verfahren ist jedoch die Flüssigkeitsschicht ohne Frage nicht gleichmäßig, wenn das innere Rohr ebenfalls dreht.

Schließlich sind Vorrichtungen, ähnlich, wie die erstgenannte, bekannt, die aus einer oder mehreren angetriebenen Zuteilerwalzen für die flüssige Substanz und aus einer Meßwalze besteht, die in Rollkontakt mit einer Zuteilerwalze gebracht werden kann, welche einen einheitlichen Film der flüssigen Substanz trägt und wobei die Verschiebung der Meßwalze gemessen wird.

Mit einer solchen Vorrichtung wird die Scherspannung und die von dieser verursachte Flüssigkeitsströ- mung aus einem Strömungsdiagramm als Viscosität bestimmt. Diese Bestimmung ist jedoch unbefriedigend, um eine flüssige Substanz zu kontrollieren, die mit Hilfe eines Systems von Zuteilwalzen in Form einer dünnen Schicht auf eine bestimmte Unterlage aufgebracht werden soli.

Beispiele für solche Beschichtungen sind die Herstellung von beschichtetem Papier, das Bedrucken von Papier, die Anbringung einer Schutzschicht, die Aufbringung von adhäsiven Schichten usw.

Bei solchen Vorgängen spielen nicht nur die Viskosität, sondern auch die Teilungskrälte in der Flüssigkeitsschicht eine wichtige Rolle.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der die Scher- und Teilungskräfte gemessen werden können, wie sie in einer Flüssigkeitsschicht auftreten, die sich zwischen drehenden Walzen befindet

Diese Aufgabe ist mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Zuteilwaze in axialer Richtung hin- und herbewegbar ist und die Meßelemente zur Messung der seitlichen Verschiebung der Meßwalze ausgebildet sind.

Diese Lösung hat den Vorteil, daß das kombinierte Spie! von Scher- und Tcüungskräften meßbar ist, so wie es in der Praxis bei Drehbewegungen in hin- und hergehenden Systemen von Zuteilwalzen auftritt

Die Vorrichtung hat weiterhin den überraschenden Vorteil, daß ein kräftiges Signal erhalten wird, das eine elektronische Verstärkung nicht erforderlich macht. Ggf. kann ein Federspannungsmesser genügen.

In der Praxis wird in den Systemen der Zuteilwalzen für die flüssige Substanz mindestens eine dieser Walzen hin- und herbewegt, um zu verhindern, daß Flüssigkeitsringe auftreten, wobei durch diese Methode eine gleichmäßige Zuteilungsschicht der Flüssigkeit erhalten wird. Infolgedessen kann die vorliegende Zuteilerwalze, die axial hin- und hergeht, vorteilhaft dem System der Zuteilerwalzen in einer Vorrichtung für die Behandlung einer flüssigen Substanz zugeordnet werden.

Abgesehen davon ist die erfindungsgemäße Vorrichtung einfach und robust in der Konstruktion und hat durch die Möglichkeit ihrer handlici.cn Konstruktion den Vorteil, daß sie im wesentlichen jedem System von Zuteilwalzen für Flüssigkeiten zugeordnet werden kann, wobei mindestens eine der Zuteilwalzen eine Hin- und Herbewegung ausführt uno in der Weise zugänglich ist, daß die Meßwalze des Viscosimeter in dieser Zuteilwalze in Rollkontakt gebracht werden kann.

Außerdem wird ein großer Viscositätsbereich abgedeckt, ohne daß das Erfordernis einer Einstellung oder Wiedereinstellung besteht

Schließlich kann das kräftige Signal auf einfache Weise in ein elektrisches Signal für die Einstellung und Steuerung einer Herstellungsmaschine umgewandelt wenden.

Wenn man in der Praxis mit flüssigen Substanzen arbeitet, deren Theologische Eigenschaften konstant sind, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Messung und Einstellung der Dicke der Flüssigkeitsschicht angewendet werden.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung wird nachfolgend anhand der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispieles näher erläutert.

In dieser Darstellung zeigt schematisch F i g. I eine Vorderansicht der Vorrichtung und F i g. 2 eine Seitenansicht der Vorrichtung.

Die Zuteilwalzen 1, 2 und 3 in Fig. I bilden ein Zufördersystem für Flüssigkeit, wobei in bekannter Weise eine der Zuteilwal7.cn 1,2 angetrieben ist und die Zuteilwalze 3 eine Hin· und Herbewegung in axialer

Richtung ausführen kann, die erforderlich ist für eine gleichmäßige Zuteilung der Flüssigkeit und zur Verhinderung der Ausbildung von Flüssigkeitsringen, Die zylindrisch ausgebildete Meßwalze 4 kann frei mit ihrer Achse 11 in Lagern 12, 13 und an den Enden der Lagerelemente 5 und 6 drehen. Bei der gezeigten Ausführungsform sind die dargestellten Lagerelemente 5, 6 als Blattfedern ausgebildet, die am Rahmen 7 der Vorrichtung sitzen.

In Fig.2 ist die Situation dargestellt, bei der die Meßwalze 4 in Kontakt mit der Zuteilwalze 3 gebracht ist, nachdem die Flüssigkeit in einem gleichmäßigen Film über die Oberflächen der Zuteilwalzen 1, 2 und 3 verteilt ist Die Flüssigkeitsschicht zwischen der Meßwalze und der Zuteilwalze 3 bewirkt eine Drehung der Meßwalze 4, so daß an der Stelle 8 Flüssigkeitszüge und Teilungskräfte in der Flüssigkeit auftreten, wenn die Zuteilwalze 3 eine Hin- und Herbewegung ausführt.

Bei dieser Betriebsweise treten an der Meßwalze 4 große seitliche Kräfte auf. Bei einer Flüssigkeit mit 1,000 poise und einer Meßwalze von 14 cm Länge wurde eine Kraft von 1,000 grs. gemessen. Diese seitliche Kraft tritt auch in den Lagerelementen 5,6 für die Meßwalze 4 auf.

Bei der Ausführungsform nach F i g. 1 sind deshalb die Lagerelemente 5, 6 mit Seitenkraftverschiebungselementen in Form von Meßelementen 9,10 versehen, mit deren Hilfe in bekannter Weise die seitliche Kraft in ein elektrisches Signal umgewandelt werden kann. Da diese seitliche Kraft groß genug ist, kann sie auch in einfacher Weise mit Hilfe von bspw. eines Federspannungsmessers gemessen werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1. Patentansprüche;

   1, Vorrichtung zur Bestimmung der Scher- und Teilungskräfte, die in einer Flüssigkeitsschicht zwischen sich drehenden Walzen auftreten, bestehend aus einer frei drehbar und gegen eine Federkraft verschiebbar gelagerten, zylindrischen Meßwalze, die in Kontakt mit einer die Flüssigkeitsschicht tragenden Zuteilwalze steht, und aus Meßelementen zur Messung der Verschiebung der Achse der Meßwalze, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuteilwalze (3) in axialer Richtung hin- und herbewegbar ist und die Meßelemente (9, 10) zur Messung der axialen Verschiebung der Meßwalze (4) ausgebildet sind. ι s
2. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der axial hin- und herbeweglichen Zuteiiwalze (3) ein System von Zuteilwalzen (1,2) für die Zuförderung von flüssigen Substanzen zugeordnet ist μ