DE2754074C3

DE2754074C3 - Vorrichtung zur Untersuchung der rheologischen Eigenschaften von zumindest unter Krafteinwirkung fließfähigen Stoffen

Info

Publication number: DE2754074C3
Application number: DE19772754074
Authority: DE
Inventors: Herbert 8121 Paehl Duerner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1977-12-05
Filing date: 1977-12-05
Publication date: 1980-06-12
Also published as: DE2754074A1; DE2754074B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Untersuchung der Theologischen Eigenschaften von zumindest unter Krafteinwirkung fließfähigen Stoffen, die in einem engen Spalt zwischen einem thermostatisierten und von einer Halterung getragenen Meßzylinder und einem durch den Meßzylinder hindurch bewegbaren thermostatisierten Meßstab einer Scherbeanspruchung ausgesetzt sind.

Bei einer bekannten Vorrichtung dieser Art ist der Meßzylinder an einem einfachen Ständer befestigt und an eine Thermostatisiervorrichtung angeschlossen. Der Meßstab muß während der Zeit, in welcher kein Meßvorgang stattfindet, in einer gesonderten Thermostatisiervorrichtung aufbewahrt werden, damit er annähernd die gleiche Temperatur wie der Meßzylinder und die zu untersuchende Stoffprobe aufweist. Aufgrund dieser gesonderten Aufbewahrung besteht die Gefahr, daß der Meßstab nicht die gleiche Temperatur wie der Meßzylinder aufweist. Außerdem erfordert eine gesonderte Thermostatisiervorrichtung einen zusätzlichen Aufwand und einen erheblichen Platzbedarf. Durch die gesonderte Aufbewahrung des Meßstabes an einem anderen Ort wird aber die Handhabung erschwert und es besteht die Gefahr, daß der mit einem vorbestimmten Spiel in den Meßzylinder eingepaßte Meßstab auf dem Weg zwischen der für ihn vorgesehenen Thermostatisiervorrichtung und dem Meßzylinder Beschädigungen erleidet, die zu Fehlerquellen bei den Messungen führen.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vorrichtung entsprechend dem Oberbegriff des Anspruches 1 den Platzbedarf zu verringern, die Handhabung zu erleichtern und die Meßgenauigkeit zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Halterung für den Meßzylinder auch als Halterung für den Meßstab während seiner Thermostatisierung dient und daß zur Thermostatisierung des Meßzylinders und des Meßstabes die gleiche Flüssigkeit dien L

Hierdurch ist sichergestellt, daß sowohl der Meßzylinder als auch der Meßstab gleiche Temperaturen aufweisen. Außerdem ist der Meßstab in der Halterung für den Meßzylinder geschützt und griffbereit untergebracht, wodurch Beschädigungen des Meßstabes sowie eine zusätzliche Thermostatisiervorrichtung vermieden sind. Die Handhabung wird insofern erleichtert, als der Meßstab sich in unmittelbarer Nähe des Meßzylinders befindet. Hierdurch wird auch eine allzu große Abkühlung des Meßstabes vermieden, wenn dieser aus der Thermostatisiervorrichtung herausgenommen und für die Messung in den Zylinder eingesetzt wird. Dies trägt dazu bei, die Meßgenauigkeit zu erhöhen.

In Weiterbildung der Erfindung kann zur Aufnahme des Meßstabes ein Rohr dienen, das von einem mit der thermostatisierten Flüssigkeit beaufschlagbaren Raum umgeben ist, der mit einem den Meßzylinder umgebenden Raum in Verbindung steht. Dabei können in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die mit der thermostatisierten Flüssigkeit beaufschlagbaren Räume hintereinander geschaltet sein.

Wenn gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung das Rohr zur Aufnahme des Meßstabes gegenüber der Lotrechten geneigt in einem zur Halterung des Meßzylinders dienenden Ständer eingesetzt ist, so ist das Einführen des Meßstabes in das Rohr, welches ihn verhältnismäßig eng umgrenzen sollte, damit ein inniger Wärmeaustausch zwischen der thermostatisierten Flüssigkeif und dem Meßstab stattfinden kann, erleichtert. Der Wärmeaustausch zwischen der Flüssigkeit und dem Meßstab wird durch die schräge Anordnung des Rohres dadurch verbessert, daß der Meßstab aufgrund dieser Schräglage mit Sicherheit entlang einer Mantellinie an dem Rohr anliegt, was bei einem senkrechten Rohr nicht immer gewährleistet ist.

Wenn in Weiterbildung der Erfindung das Rohr ein wärmeisolierendes Endstück mit einer konischen Einführöffnung für den Meßstab aufweist, der sich im eingeschobenen Zustand mit seinem wärmeisoi.wenden Griff an das Endstück anlegt, so wird im eingeschobenen Zustand des Meßstabes einerseits ein Wärmeverlust am Meßstab vermieden, der zu einer Absenkung seiner Temperatur gegenüber derjenigen des Meßzylinders f ihren könnte, und andererseits wird durch die Abschrägung das Einführen des MeQstabes in das enge Rohr erleichtert. Da wärmeisolierende Materialien stets

weicher als der aus Metall gefertigte Meßstab sind, ist die Gefahr vermieden, daß der Meßstab beim Einführen ic das Rohr an seinem unteren Ende beschädigt wird

Um bei einem MeUstab, der zur Gewichtsverringerung hohl ausgebildet ist, zu vermeiden, daß die Meßgenauigkeit wegen zu rascher Abkühlung des Meßstabes aufgrund der geringen Wärmespeicherfähigkeit leidet, ist in weiterer Ausgestaltung der Erfindung der Meßstab mit einer wärmespeichernden Flüssigkeit oder fließfähigen Paste gefüllt Die hierdurch erzielbare Wärmespeichrrfähigkeit ist größer als bei einem Meßstab, der vollständig aus Metall besteht Durch die Erhöhung der Wärmespeicherfähigkeit wird die Meßgenauigkeit wesentlich verbessert, da der Meßslab während der Messung, bei der er mit der thermostat!- sierten Flüssigkeit nicht mehr im Wärmeaustausch steht, nicht so rasch abkühlt und über längere Zeit annähernd die gleiche Temperatur wie der Meßzylinder aufweist wodurch Meßfehler, die auf Temperaturunterschiede zwischen Meßstab und Meßzylinder zurückzuführen sind, ausgeschaltet werden.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß der Ständer exzentrisch auf einem kreiszylindrischen Fuß befestigt und der Meßzylinder an der dem Zentrum des Fußes zugewandten Seite des Ständers über diesen überkragend angeordnet ist Hierdurch wird der Vorteil erreicht, daß man unterhalb des Meßzylinders eine verhältnismäßig große völlig freie Arbeitsfläche erhält, die man metallisch blank ausführen kann, um das Gerät leicht reinigen zu können. Außerdem ergibt sich hierdurch eine besonders raumsparende Anordnung trotz großer Arbeitsfläche unterhalb des Meßzylinders.

Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielsweise dargestellt In dieser zeigt

Fig. I eine teilweise geschnittene Ansicht einer .beispielhaften Meßvorrichtung nach der Erfindung;

F i g. 2 eine Vorderansicht dieser Vorrichtung und

Fig.3 eine Draufsicht der Vorrichtung nach den F i g. 1 und 2.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Vorrichtung zum Untersuchen der Theologischen Eigenschaften fließfähiger Stoffe weist entsprechend der Darstellung in den Zeichnungen einen im wesentlichen kreiszylindrischen Fuß 1 und einen daran exzentrisch befestigten, nach oben stehenden Ständer 2 auf, der an seinem oberen Ende ein Gehäuse 3 für einen Meßzylinder 4 trägt. An der Rückseite des Ständers 2 sind zwei Anschlüsse 5 und 6 für eine thermostatisierte Flüssigkeil vorgesehen, die durch den Anschluß 5 eingeführt wird, in einen Raum 7 gelangt, in den ein Rohr 9 eingesetzt ist, welches zur Aufnahme eines Meßstabes 10 dient, der in Fig. 1 mit strichpunktierten Linien teilweise dargestellt ist. Der Ständer 2 dient also gleichzeitig als Halterung für den Meßzylinder 4 und den Meßstab 10 während seiner Thermostatisierung. Das Rohr 9 ist gegenüber der Lotrechten geneigt, wodurch das Einführen des Meßstabes erleichtert wird, da der Benutzer den Stab nur in einer Richtung mit den Fingern abzustützen braucht, um den Meßstab in das Rohr einführen zu können. Bei einem lotrecht an"eo:.ir,eten Rohr müG'te der Benutzer den Stab exakt in lotrechter Richtung halten, was wesentlich schwieriger ist als den Meßstab schräg zu halten.

Die über den Anschluß 5 in den Raum 7 eingeführte thermostatisierte Flüssigkeit gelangt über einen Zweigkanal 8a am oberen Ende des ringförmigen Raumes 7 in einen Raum M des Gehäuses 3, welcher den

Meßzylinder 4 umgibt Aus diesem Raum strömt die Flüssigkeit über einen Zweigkanal 8b in einen Kanal 8, der parallel zum Raum 7 verläuft und an seinem unteren Ende über einen Zweigkanal 8c mit dem Anschluß 6 verbunden ist Die thermostatisierte Flüssigkeit umströmt also zwangsweise das Rohr 9 und den Meßzylinder 4, wodurch beide Teile auf der gleichen Temperatur gehalten werden. Da der Meßstab 10 eng in das Rohr 9 eingeführt ist, wird auch dieser auf die gleiche Temperatur wie der Meßzylinder gebracht

Am oberen offenen Ende des Rohres 9 ist ein wärmeisolierendes Endstück 12 vorgesehen, an das sich der wärmeisolierende Handgriff 13 des Meßstabes anlegt wenn dieser in das Rohr 9 eingeführt ist. Das Endstück 12 weist eine konische Erweiterung 14 auf, die das Einführen des Meßstabes 10 erleichtert

Unterhalb des den Meßzylinder 4 tragenden Gehäuses 3 ist eine um eine horizontale Achse 15 schwenkbare Stütze 16 vorgesehen, auf der der Meßstab 10 vor Beginn des Meßvorganges aufruht In dieser Stellung befindet sich der Meßstab 10 bereits mit seinem unteren Teil in dem Meßzylinder 4 und ist allseits mit der zu untersuchenden Stoffprobe versehen, welche auf einem tellerrandartig nach innen geneigten Kragen 17 aufgebracht ist, der einstückig mit dem Meßzylinder 4 ausgeführt und herausnehmbar in das Gehäuse 3 eingesteckt ist.

Die Schwenkachse 15 steht mit einem Betätigungshebel 18 in Verbindung, der zum Hochschwenken der Stütze 16 in ihre Stützlage dient, in welcher sie den in den Meßzylinder 4 eingeführten Meßstab 10 abstützt. Die Stütze 16 ist mittels der Schwenkachse 15 innerhalb einer Aushöhlung 19 des Ständers gelagert, in welchem sie sich in ihrer Ruhelage entsprechend der gestrichelten Darstellung in Fig. 1 befindet. Eine mit einem Handgriff 20 versehene Verriegelungsvorrichtung 21, die die Stütze nach dem Hochschwenken durch den Handhebel 18 in der horizontalen Lage sperrt, ermöglicht ein Ausklinken der Stütze 16, so daß diese zu Beginn des Meßvorganges nach unten wegkippt, ohne den Meßstab 10 vorher nach oben anzuheben oder seitlich zu verkanten.

In der Aushöhlung 19 sind zwei Halter 22 und 23 für Fotozellen 24 und 25 oder andere Meßeinrichtungen vorgesehen, die beim Durchfallen des Meßstabes 10 Impulse an eine elektronische Vorrichtung weiterleiten, die im Fuß 1 des Gehäuses untergebracht ist. Aus der Fallzeit des Meßstabes 10 zwischen den Meßstellen 24 und 25 läßt sich auf die Schergeschwindigkeit und damit auf die Theologischen Eigenschaften des zu untersuchenden Stoffes schließen. Anstelle der Fotozellen oder anderer, einen Impuls aussendenden Meßeinrichtungen 24 und 25 können auch andere optisch gut ablesbare Markierungspunkte vorgesehen sein, wenn die Fallzeit vom Benutzer der Vorrichtung mittels Stoppuhr festgehalten wird.

Die Halter 22 und 23 sind unabhängig voneinander mittpls Schrauben 26 und 27 am Ständer befestigt und in ihrer gegenseitigen Lage durch Stellschrauben 28 und 29 einstellbar, wodurch die Fotozeilen 24 und 25 bzw. andere Markierungspunkte in einen vorbestimmten Abstand zueinander gebracht werden können.

Der Haiter 22 weist auch noch eine Kontrolleuchte 30 auf, di<_ Auskunft darüber gibt, ob das Zeitmeßwerk wieder auf Null zurückgestellt ist und damit eine weitere Messung durchgeführt werden kann. Dieses Zeitmeßwerk, das ebenfalls in dem Fuß 1 der Vorrichtung angeordnet ist, weist eine optische Anzeige bzw. einen

Zähler 31 auf, der in der hinteren Hälfte der kreisförmigen Fläche des Fußes zur linken Seite des Ständers 2 angeordnet ist. Eine Durchmesserlinie ist mit 34 angegeben und zeigt auf, daß die vordere Hälfte der kreisförmigen Oberfläche des Fußes als leicht zu säubernde ArbeitsPäche zur Verfugung steht. In dem rechten Sektor neben dem Ständer 2 in der hinteren Hälfte der kreisförmigen Oberfläche des Fußes 1 ist ein Schalter 32 für die Inbetriebnahme der Vorrichtung und eine Betriebskontrollampe 33 vorgesehen. Sowohl der Zähler 31 als auch der Schalter 32 und die Kontrolleuchte 33 sind übersichtlich zu beiden Seiten des Ständers 2 > angeordnet und leicht für den Benutzer erreichbar. Mit 35 ist die Zuführung der elektrischen Anschlüsse in den Fuß 1 der Vorrichtung bezeichnet.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

tr ti; Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur Untersuchung der rheologischen Eigenschaften von zumindest unier Krafteinwirkung fließfähigen Stoffen, die in einem engen Spalt zwischen einem thermostatisierten und von einer Halterung getragenen Meßzylinder und einem durch den Meßzylinder hindurch bewegbaren thermostatisierten Meßstab einer Scherbeanspruchung ausgesetzt sind, dadurch gekenn- to zeichnet, daß die Halterung (2) für den Meßzylinder (4) auch als Halterung für den Meßstab (IQ) während seiner Thermostatisierung dient und daß zur Thermostatisierung des Meßzylinders (4) und des Meßstabes (10) die gleiche Flüssigkeit dient, ι s

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Aufnahme des Meßstabes (10) ein Rohr (9) dient, das von einem mit der thermostatisierten Flüssigkeit beaufschlagbaren Raum (7) umgeben ist, der mit einem den Meßzylinder (4) umgebenden Raum (11) in Verbindung steht

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der thermostatisierten Flüssigkeit beaufschlagbaren Räume (7, U) hintereinander geschaltet sind 2^r>

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (9) zur Aufnahme des Meßstabes (10) gegenüber der Lotrechten geneigt in einem zur Halterung des Meßzylinders (4) dienenden Ständer (2) eingesetzt isL )<)

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (9) ein wärmeisolierendes Endstück (12) mit einer konischen Einführöffnung (14) für den Meßstab (10) aufweist, der sich im eingeschobenen Zustand mit '"> seinem wärmeisolierenden Handgriff (13) an das Endstück (12) anlegt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem hohl ausgebildeten Meßstab (10) dieser mit einer ■"> wärmespeichernden Flüssigkeit oder fließfähigen Paste gefüllt ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ständer (2) exzentrisch auf einem kreiszylindrischen Fuß (I) <"> befestigt und der Meßzylinder (4) an der dem Zentrum des Fußes (1) zugewandten Seite des Ständers (2) über diesen überkragend angeordnet ist.