DE2824163C3 - Teller-Farbenausreibmaschine und ihre Verwendung im Rahmen der Pigmenttestung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Teller-Farbenausreibmaschine mit zwei übereinander angeordneten kreisförmigen Tellern, deren Ebenen horizontal verlaufen, wobei der untere Teller um seine Mittelachse drehbar über eine Welle in einer mit einem Antriebsaggregat versehenen Halterung gelagert ist, sowie ihre Verwendung im Rahmen der Pigmenttestung, insbesondere zur Herstellung von Pigmentpasten, in denen die Pigmente geprüft werden.

Für viele Teste zur Prüfung von Pigmenten müssen diese Pigmente in Pasten eingearbeitet werden. Solche Teste sind in mehreren Normvorschriften beschrieben, z.B. DIN 53 165 (Bestimmung des relativen Streuvermögens von Weißpigmenten), DlN 53 191 und 53 192 (Bestimmung des Aufhellvermögens von Weißpigmenten), DIN 53 204 (Bestimmung der relativen Farbstärke von Buntpigmenten), DlN 53 238 (Prüfung des Dispergierverhaltens), Teile 11 und 20 und DIN 53 239 (Bestimmung der Änderung der Köraigkeit beim Anreiben mit einer Farbenausreibmaschine).

Für die Anpastung wird eine Teller-Farbenausreibmaschine verwendet Sie besteht im wesentlichen aus zwei vorzugsweise aus Glas bestehenden oder mit Glasplatten bedeckten kreisförmigen Tellern, die so gelagert sind, daß sie koaxial übereinander angeordnet sind und ihre Ebenen in Arbeitsstellung waagerecht verlaufen. Unterhalb des unteren Tellers ist ein Antriebsaggregat angeordnet, durch das er in einer Richtung um seine Mittelachse gedreht werden kann; der obere Teller ist nicht um seine Mittelachse drehbar, kann aber zur Beschickung der Teller-Farbenausreibungsmaschine hochgeklappt werden. Ferner besitzt die Teller-Farbenausreibmaschine Vorrichtungen zur Einstellung einer vorgegebenen Belastung, die gegebenenfalls durch den oberen Teller auf den unteren Teller ausgeübt werden soll. Vorzugsweise ist einer der beiden Teller, in der Regel der obere, temperierbar. Eine solche Teller-Farbenausreibmaschine ist beispielsweise unter dem Namen »Automatic-muller« bekannt und wird von der Firma J. ^ngelsmann AG, Ludwigshafen, gebaut und auch u. a. von der Firma A. M. Erichsen GmbH, Hemer-Sundwig/Westf., vertrieben (siehe deren Prospekt »Prüfgeräte für die Lack + Farben herstellende und verarbeitende Industrie Lieferprogramm 1964«, Seite 6, Typ 354).
Die Anpastung erfolgt derart, daß zunächst nach Hochklappen des oberen Tellers auf den unteren Teller eine Paste und das zu prüfende Pigment in genau vorgegebenen Mengen aufgebracht und von Hand mit einem Spatel vermischt werden. Darauf wird der obere Teller, gegebenenfalls mit einer vorgegebenen BeIa-

<io stung, aufgelegt und der untere Teller in Bewegung gesetzt. Nach einer vorgegebenen Anzahl von Umdrehungen des unteren Tellers muß der Vorgang unterbrochen und die Paste von Hand mit einem Spatel homogenisiert werden. Danach wird der gleiche Vorgang, gegebenenfalls noch mehrmals, wiederholt, ehe das Gemisch von der Teller-Farbenausreibmaschine entnommen und zur Prüfung weiterverarbeitet wird.

Die Unterbrechung das Maschinenlaufes während der Anpastung ist notwendig, weil sich das Gemisch während des Drehens des unteren Tellers entmischt und örtlich höhere Pigmentkonzentrationen entstehen. Diese Inhomogenitäten müssen von Hand beseitigt werden. Dieses Verfahren ist zeitraubend und wegen der unbedingt erforderlichen Handarbeit kostspielig. Es läßt sich nicht automatisieren. Dieser Nachteil fällt insbesondere bei der Durchführung einer größeren Menge von Testen in Testserien ins Gewicht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Unterbrechung des Maschinenlaufs überflüssig zu machen und die Homogenisierung der Paste von Hand zwischen den Drehphasen des unteren Tellers zu vermeiden.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Teller-Farbenausreibmaschine mit zwei übereinander angeordneten kreisförmigen Tellern, deren Ebenen horizontal verlaufen, wobei der untere Teller um seine Mittelachse drehbar über eine Welle in einer mit einem Antriebsaggregat versehenen Halterung gelagert ist.

Diese Teller-Farbenausreibmaschine ist dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat mit einer Steuereinrichtung versehen ist, die den Drehsinn des unteren Tellers in vorgegebenen Zeitabständen umkehrt, und daß der obere Teller in einer über ihm befindlichen Halterung um eine exzentrisch verlaufende vertikale Drehachse drehbar gelagert in, wobei diese Drehachse den unteren Teller an einer exzentrisch zu dessen Mittelpunkt gelegenen Stelle schneidet, und daß der obere Teller ferner mit einem Stift versehen is*, dessen Fußpunkt auf diesem Teller sich auf dem von seiner Drehachse ausgehenden und durch seine Mittelachse verlaufenden Strahl befindet, und wobei der Stift frei beweglich in einen Schlitz in der Halterung des oberen Tellers hineinragt, wobei der Schlitz entlang einer waagerechten von zwei Endpunkten begrenzten Kreisbahn um die exzentrisch verlaufende Drehachse des oberen Tellers verläuft, wobei beide Endpunkte obei halb des unteren Tellers liegen.

Die Wirkungsweise der erfindungsgemäßeu Vorrichtung ist wie folgt:

Wird der untere Teller in Bewegung gesetzt, dann nimmt er in der einen Drehrichtung durch Reibung den oberen Teller mit. Dieser wird durch die exzentrische Lage seiner Drehachse nach außen abgelenkt, wobei er den Stift mitnimmt Dieser wandert im kreisbogenförmigen Schlitz in der Halterung des oberen Tellers, bis er den einen Endpunkt des Schlitzes erreicht hat. Nun wird durch den Stift ein weiteres Auslenken des oberen Tellers verhindert, und der obere Teller verharrt in der jetzt eingenommenen Lage, bis der untere Teller seinen Drehsinn nach einem vorgegebenen Zeitabstand umkehrt. Dreht sich nun der untere Teller in der anderen Richtung, dann wird der obere Teller durch Reibung wieder mitgenommen und führt den Stift durch den Schlitz bis an dessen anderen Endpunkt, worauf der obere Teller in der neuen Lage verharrt, bis der untere Teller erneut seinen Drehsinn ändert.

Diese Bewegung des oberen Tellers wird beim wiederholten Wechsel des Drehsinnes des unteren Tellers entsprechend wiederholt ausgeführt. Während der Bewegung des oberen Tellers und während seiner nach jeder dieser Bewegungen eingenommenen Ruhelage erfolgen verschiedenartige Reibungsvorgänge zwischen beiden Tellern, die die Dispergierung des Gemisches, das sich zwischen beiden Tellern befindet, beeinflussen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere geeignet zur Verwendung im Rahmen der Pipmenttestung.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, bei der Herstellung der Testgemische die Homogenisierung rein maschinell durchzuführen, ohne zwischenzeitlich die Teller voneinander trennen und das Gemisch von Hand homogenisieren zu müssen. Dadurch wird der Zeitaufwand für die Herstellung des Gemisches verringert. Vor allem kann der Laborant während der Homogenisierung andere Tätigkeiten verrichten; das bedingt insbesondere bei der Durchführung größerer Testserien Ersparnisse an Zeit und Kosten. Außerdem kann der Dispergier- und Homogenisiervorgang leicht automatisiert werden. Bei der Anpastung der Pigmente mit Hilfe der erfindungsgemäßen Teller-Farbenausreibmaschine wird derart vorgegangen, daß zunächst Paste und Pigment in vorgegebenen Mengen auf den unteren Teller gebracht und von Hand vermischt werden. Danach erfolgt die Dispergierung und Homogenisierung des Gemisches dadurch, daß der untere Teller in Bewegung gesetzt wird, wobei der Drehsinn des unteren Tellers in vorgegebenen Zeitabständen umgekehrt wird. Nach einer vorgegebenen Anzahl von Drehphasen wird das fertige Gemisch aus der Teller-Farbenausreibmaschine entnommen.

Durch das Ändern des Drehsinnes des unteren Tellers in vorgegebenen Zeitabständen und das Verschieben des oberen Tellers wird die Dispergierung des Pigmentes bei der Einarbeitung in die Paste wirksam

ίο verstärkt und das Bilden von Inhomogenitäten wirksam vermieden bzw. werden solche Inhomogenitäten rasch beseitigt.

Eine günstige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß im Schlitz eine oder zwei verstellbare Arretierungen angeordnet sind, die die Bewegung des Stiftes begrenzen. Dadurch kann die Vorrichtung den jeweiligen Verhältnissen leicht angepaßt werden, indem die Auslenkung des oberen Tellers stärker oder schwächer eingestellt »vird und so der durch die Auslenkung des oberen TelJerj verursachte Homogenisiereffekt geregelt wird.

Eine weitere günstige Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Schlitzes bzw. des Schlitzabschnittes, der von dem Stift durchlaufen werden kann, federnde Anschlagplatten angeordnet sind. Diese Anschlagpiatten können mehr oder weniger tief von beiden Enden des Schlitzes bzw. des vom Stift durchlaufenden Schlitzabschnittes in den Schlitz bzv Schlitzabschnitt hineinragen. Sobald durch die Bewegung des oberen Tellers der Stift eine der Anschlagplatten erreicht, wirkt der weiteren Bewegung des Stiftes und damit des oberen Tellers eine Federkraft entgegen.

Dadurch tritt eine zusätzliche Reibungskomponente zwischen beiden Tellern auf, die abhängig von der Federkraft an der durch den Stift zurückgedrängten Anschlagplatte ist. Dabei wird die Dispergierung des Pigmentes in der Paste und die Homogenisierung selbsttätig durch die jeweilige Konsistenz der Paste geregelt. Ist beispielsweise die Paste anfangs noch kalt und zäh, dann ist die Auslenkung des oberen Tellers durch die relativ große Reibung zwischen beiden Tellern groß, und die Relativbewegung zwischen beiden Tellern ist ebenfalls groß; die Bearbeitung des Gemisches ist sehr intensiv. Wird das Gemisch dabei wärmer, dann wird die Auslenkung des oberen Tellers kleiner, weil die durch den unteren Teller auf den oberen Teller übertragene Mitnahmekraft kleiner wird; die Auslenkung nimmt bei gleichbleibendem Drehsinn des unteren Tellers ab und damit auch die Relativbewegung zwischen beiden Tellern und die hierdurch bewirkte Einwirkung auf das Gemisch.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche von beiden Tellern mit je einer beidseitig selbsthaftenden leicht entfernbaren Kunststoffplatte bedeckt ist, die ihrerseits mit je einer leicht entfcrnbaren Kunststoffolie bedeckt ist.

Bei dieser Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung werden die Paste und das Pigment auf die eine Kunststoffolie aufgebracht. Diese Kunststoffolie wird mit Hilfe der einen selbsthaftenden Kunststoffplatte auf dem unteren Teller befestigt. Eine zweite Kunststoffolie wird mittels der anderen selbsthaftenden Kunststoffplatte auf dem oberen Teller befestigt. Nach Ablauf des Mischvorganges wird das fertige Gemisch von den Kunststoffolien abgenommen. Danach werden

die Kunststoffolien von den Tellern entfernt und können dann verworfen werden. Damit werden die Reinigungskosten eingespart, die sonst erheblich ins Gewicht fallen können.

Die Kunststoffolien können nicht unmittelbar auf die Teller aufgebracht werden, da sie dann während des Laufes der Vorrichtung verrutschen würden. Den selbsthaftenden Kunststoffplatten kommt daher eine erhebliche Bedeutung zu. Diese Platten sind handelsüblich; sie werden beispielsweise unter der Bezeichnung »Non slip Folien« von den Firmen Dipl.-Ing. Spirig, Rapperswil/Schweiz, und Kager Verfahrenstechnik, Frankfurt/Main, vertrieben. Die Kunststoffolien können aus einem beliebigen Material, insbesondere einem billigen Material, beispielsweise Polyäthylen, bestehen; es ist nur wichtig, daß dieses !vlaicria! während des Dispergier- und Homogenisiervorganges keine Bestandteile an das Gemisch abgibt und nicht zerreißt.

Bei dieser Ausführungsform der Erfindung kann der obere Teller einen Hohlraum aufweisen, der einerseits an der Arbeitsfläche durch Löcher mit der Außenwelt in Verbindung steht und andererseits über eine Leitung mit einer Vakuumpumpe verbunden ist, so daß im Teller ein Unterdruck erzeugt werden kann. Durch diesen Unterdruck kann die Kunststoffplatte am oberen Teller besonders gut befestigt werden.

In den F i g. 1 bis 4 wird schematisch eine geeignete Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung gezeigt. F i g. 2 ist ein Schnitt durch F i g. 1 in der Ebene A-Bund Fig.4 ist ein Schnitt durch Fig. 3 in der Ebene CD.

Die F i g. 1 und 2 zeigen die Vorrichtung im Zustand während der einen Drehrichtung des unteren Tellers. Der obere Teller ist in die eine Richtung nach außen abgelenkt worden. Die F i g. 3 und 4 zeigen die Vorrichtung während der anderen Drehrichtung des unteren Tellers. Der obere Teller ist hier in die andere Richtung abgelenkt worden.

Die Vorrichtung weist auf einer Bodenplatte (1) eine Halterung (2) auf, in der sich ein Antriebsaggregat (3) befindet. Mit diesem Antriebsaggregat (3) ist über eine Welle (4) der untere Teller (5) verbunden. Auf der Bodenplatte (1) ist ferner ein Gestell (6) angeordnet, an d*;m eine Halterung (7) befestigt ist. In dieser Halterung (7) ist an einer exzentrisch verlaufenden Achse (8) der obere Teller (9) drehbar befestigt. Am oberen Teller (9) ist ein mit einem Kugellager versehener Stift (10) angebracht, der in einen Schlitz (11) eingreift, der sich in der Halterung (7) befindet. Infolge des Kugellagers ist der Stift (10) im Schlitz (11) leicht beweglich. Das Gestell (6) ist beweglich, so daß die Halterung (7) mit dem oberen Teller (9) hochgeklappt werden kann. Der obere Teller (9) besitzt eine Zuführung und eine Abführung für eine Flüssigkeit (nicht eingezeichnet), mittels der er temperiert werden kann.

In den F i g. 1 und 2 dreht sich der untere Teller (5) in der durch den Pfeil (12) angegebenen Richtung. Durch die Reibung zwischen beiden Tellern (5) und (9) wird der obere Teller (9) ausgelenkt, so daß der Stift (10) im Schlitz (11) in Richtung des Pfeiles (13) verschoben wird und dann am Endpunkt (14) des Schlitzes (11) verbleibt, bis der Drehsinn des unteren Tellers (5) umgekehrt wird. Danach dreht sich der untere Teller (5) in der in F i g. 4 durch den Pfeil (15) angegebenen Richtung. Durch die Reibung zwischen beiden Tellern wird der obere Teller (9) jetzt in die andere Richtung ausgelenkt, so daß der Stift (10) vom einen Endpunkt (14) des Schlitzes (11) in Richtung des Pfeiles (16) bis zum anderen Endpunkt (17)

ίο des Schlitzes (11) wandert und dort verbleibt, bis der Drehsinn des unteren Tellers (5) wieder umgekehrt wird.

Im folgenden Beispiel wird die Erfindung näher erläutert: Es wurde eine Teller-Farbenausreibmaschine verwendet, deren Teller (5) und (9) einen Durchmesser vor. 25 crn aufwiesen, !n der Halterung (7) war in 5 cm Abstand vom Rande des oberen Tellers (9) die exzentrische Drehachse (8) angeordnet, mit der der obere Teller (9) drehbar in der Halterung (7) befestigt war. In einem Abstand von 8,5 cm von der Drehachse (8) war auf dem von dieser Drehachse ausgehenden durch die Mittelachse des oberen Tellers (9) laufenden Strahl der Stift (10) befestigt. Er hatte einen Durchmesser von 3 cm. Der Schlitz (11) lief entlang einem Kreisbogen im Abstand von 8,5 cm von der exzentrischen Drehachse (8) und war 3 cm breit. Die beiden Endpunkte (14) und (17) des Schlitzes (11) lagen so, daß der Stift (10) beim Endpunkt (17) den Strahl schnitt, der von dei exzentrischen Drehachse (8) ausging und durch die Mittelachse der Halterung (7) lief, während die Bogenlänge des Schlitzes, gemessen zwischen seinen Endpunkten (14) und (17), 11,7 cm betrug, so daß der Stift (10) einen Weg von 8,7 cm zurücklegen konnte. Der obere Teller (9) wies an seiner Drehachse (8) ein Kugellager auf.

Diese Vorrichtung wurde zur Herstellung einer Graupaste verwendet, in der das relative Streuvermögen eines T1O2-Pigmentes nach DIN 53 165 bestimmt werden sollte.

Auf den unteren Teller (5) wurden 1,9 g TiCVPigment und 2,5 g Schwarzpaste aufgegeben und mit einem elastischen Spatel zur Benetzung vermischt. Der obere Teller (9) wurde ohne zusätzliche Belastung aufgelegt. Danach wurde der untere Teller (5) in Bewegung gesetzt und führte insgesamt 55 Umdrehungen aus. wobei nach jeweils 5 Umdrehungen der Drehsinn des unteren Tellers umgekehrt wurde.

Auf diese Weise wurde eine gute Anpastung erreicht, ohne daß der Maschinenlauf unterbrochen und das Gemisch von Hand homogenisiert werden mußte.

Um dieselbe Wirkung mit einer bekannten Teller Farbenausreibmaschine mit feststehendem oberen Teller zu bekommen, mußte der untere Teller nach 25 Umdrehungen angehalten und das Gemisch von Hand mit einem Spatel in die Mitte des unteren Tellers gebracht werden, ehe der Teller wieder in Bewegung gesetzt wurde, um weitere 25 Umdrehungen zu vollführen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Teller-Farbenausreibmaschine mit zwei übereinander angeordneten kreisförmigen Tellern, deren Ebenen horizontal verlaufen, wobei der untere Teller um seine Mittelachse drehbar über eine Welle in einer mit einem Antriebsaggregat versehenen Halterung gelagert ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebsaggregat (3) mit einer Steuereinrichtung versehen ist, die den Drehsinn des unteren Tellers (5) in vorgegebenen Zeitabständen umkehrt, und daß der obere Teller (9) in einer über ihm befindlichen Halterung (7) um eine exzentrisch verlaufende vertikale Drehachse (8) drehbar gelagert ist, wobei diese Drehachse (8) den unteren Teller (5) an einer exzentrisch zu dessen Mittelpunkt gelegenen Stelle schneidet, und daß der obere Teller (9) ferner nut einem Stift (10) versehen ist, dessen Fußpunkt auf diesem Teller (9) sich auf dem von seiner Drehachse (8) ausgehenden und durch seine Mittelachse verlaufenden Strahl befindet und wobei der Stift (10) frei beweglich in einen Schlitz (11) in der Halterung (7) des oberen Tellers (9) hineinragt, wobei der Schlitz (11) entlang einer waagerechten von zwei Endpunkten (14,17) begrenzten Kreisbahn um die exzentrisch verlaufende Drehachse (8) des oberen Tellers (9) verläuft, wobei beide Endpunkte (14,17) oberhalb des unteren Tellers (5) liegen.

2. Teller-Farbenausreibmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Schlitz (11) eine oder zwei verstellbare Arretierungen angeordnet sind, die die Bewegung des Stiftes (10) begrenzen.

3. Teller-Farbenausreibmasohine nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß an den Enden des Schlitzes (11) bzw. des Schlitzabschnittes, der von dem Stift (10) durchlaufen werden kann, federnde Anschlagplatten angeordnet sind.

4. Teller-Farbenausreibmaschine nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitsfläche von beiden Tellern (5, 9) mit je einer beidseitig selbsthaftenden leicht entfernbaren Kunststoffplatte bedeckt ist, die ihrerseits mit je einer leicht entfernbaren Kunststoffolie bedeckt ist.

5. Teller-Farbenausreibmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Teller (9) einen Hohlraum aufweist, der einerseits an der Arbeitsfläche durch Löcher mit der Außenwelt in Verbindung steht und andererseits über eine Leitung mit einer Vakuumpumpe verbunden ist, so daß im Teller (9) ein Unterdruck erzeugt werden kann.