DE2903879A1 - METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE DEGREE OF CROSSLINKING OF POLYMERIZES - Google Patents

METHOD AND DEVICE FOR MEASURING THE DEGREE OF CROSSLINKING OF POLYMERIZES

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DE2903879A1 DE19792903879 DE2903879A DE2903879A1 DE 2903879 A1 DE2903879 A1 DE 2903879A1 DE 19792903879 DE19792903879 DE 19792903879 DE 2903879 A DE2903879 A DE 2903879A DE 2903879 A1 DE2903879 A1 DE 2903879A1
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Description

WIRSBO BRUKS AKTIEBOLAG 730, 61 Wirsbo
(Schweden)
WIRSBO BRUKS AKTIEBOLAG 730, 61 Wirsbo
(Sweden)

Verfahren Tand Vorrichtung zum Messen des ■Vernetzungsgrads von PolymerisatenMethod Tand device for measuring the ■ degree of crosslinking of polymers

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen des Vernetzungsgrads von Polymerisaten*The invention relates to a method and a device for measuring the degree of crosslinking of polymers *

Bei der Herstellung von Erzeugnissen aus vernetzten Polymerisaten, z. B. vernetzten Olefinen, wie Rohren, Schläuchen und Leitungen müssen !Dests durchgeführt werden, um sicherzustellen, daß die Molekülverknüpfung pro Querschnittsflächeneinheit gleichmäßig ist. Wenn die Molekülverknüpfung pro Quersehnittsfläeheneinheit nicht gleichförmig ist, werden mechanische und physikalische Eigenschaften des Gegenstands, wie die Zug- und die Warmfestigkeit, beeinträchtigt.In the manufacture of products from crosslinked polymers, z. B. cross-linked olefins such as pipes, hoses and pipes! Dests must be carried out to ensure that the molecular linkage per unit cross-sectional area is even. If the molecular linkage per cross-sectional area unit is not uniform, mechanical and physical properties of the article, such as the tensile and tensile strength the heat resistance, impaired.

Es wurde bereits vorgeschlagen, den Vernetzungsgrad pro Querschnitt sf lächeneinheit eines Gegenstands aus einem Polymerisat dadurch zu prüfen, daß eine Probe, des Gegenstands mit einer Dehnungslast beaufschlagt wird und die resultierende Dehnung der Probe mit der Dehnung einer Kontrollprobe verglichen wird, die mit der gleichen Dehnungslast beaufschlagt wird und deren Vernetzungsgrad pro Quersehnittsfläeheneinheit bekannt ist. DaIt has already been suggested the degree of crosslinking per cross-section To test sf area unit of an object made of a polymer, that a sample of the object with a The elongation load is applied and the resulting elongation of the sample is compared with the elongation of a control sample, which is subjected to the same elongation load and whose degree of crosslinking per cross-sectional area unit is known. There

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der Vernetzungsgrad zu der Zugfestigkeit proportional ist, ist der Dehnungsgrad der zu prüfenden Probe zu dem Vernetzungsgrad pro Querschnittsflächeneinheit des Probenwerkstoffs proportional und kann durch Vergleich mit der Kontrollprobe bestimmt werden.the degree of crosslinking is proportional to the tensile strength, the degree of elongation of the sample to be tested is proportional to the degree of crosslinking per cross-sectional area unit of the sample material is proportional and can be determined by comparison with the control sample to be determined.

Ein derartiger Vorschlag mag zwar für die Laborprüfung von Proben zur Bestimmung ihres Vernetzungsgrads geeignet sein, er eignet sich jedoch nicht zur kontinuierlichen Bestimmung des Vernetzungsgrads pro Querschnittsflacheneinheit eines Gegenstands während dessen Herstellung.Such a proposal may be suitable for laboratory testing of samples to determine their degree of crosslinking, he however, it is not suitable for the continuous determination of the degree of crosslinking per unit cross-sectional area of an object during its manufacture.

Das Verfahren nach der Erfindung zum Messen des Vernetzungsgrads pro Querschnittsflacheneinheit eines bewegten Gegenstands aus einem Polymerisat ist gekennzeichnet durch Beaufschlagen des Gegenstands mit einer Kraft in einer zur Bewegungsrichtung des Gegenstands im wesentlichen senkrechten Richtung, und durch Messen der Größe einer Komponente der Reaktion des Gegenstands auf diese Kraft in der genannten Bewegungsrichtung, so daß die Messung den Vernetzungsgrad pro Querschnittsflacheneinheit des Gegenstands angibt.The method of the invention for measuring the degree of crosslinking per unit cross-sectional area of a moving object made of a polymer is characterized by applying a force to the object in one direction to the direction of movement Object substantially perpendicular direction, and by measuring the size of a component of the reaction of the object on this force in the direction of movement mentioned, so that the measurement of the degree of crosslinking per unit cross-sectional area of the Specifying the subject.

Die Kraft kann periodisch und mit -veränderlicher Größe zur Einwirkung gebracht werden.The force can be periodic and variable in magnitude Action can be brought.

Die Vorrichtung nach der Erfindung zur Durchführung des vorgenannten Verfahrens ist gekennzeichnet durch eine Einheit zum Kraftbeaufschlagen des Gegenstands im wesentlichen senkrecht zu dessen Bewegungsrichtung, und durch eine Einheit zum Erfassen der Größe einer Komponente der Reaktion des Gegenstands auf die genannte Kraft in der Bewegungsrichtung, so daß die Größe durch die Erfassungseinheit erfaßt wird und den Vernetzungsgrad pro Querschnittsflacheneinheit des Gegenstands anzeigt. The device according to the invention for performing the aforementioned method is characterized by a unit for Applying force to the object essentially perpendicular to its direction of movement, and by a unit for detecting the magnitude of a component of the reaction of the object to said force in the direction of movement, so that the Size is detected by the detection unit and indicates the degree of crosslinking per unit cross-sectional area of the object.

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Die Einheit zum Kraftbeaufschlagen weist dabei ein Kontaktglied zum Kontaktieren des Gegenstands und Bewegen mit diesem auf, wobei das Kontaktglied relativ zu der Kraftbeaufschlagungseinheit beweglich angeordnet ist. Das Kontaktglied kann auf der Kraftbeaufschlagungseinheit drehbar angeordnet sein.The unit for applying force has a contact member for contacting the object and moving with it, wherein the contact member is relative to the force application unit is movably arranged. The contact member can be rotatably arranged on the force application unit.

Die Kraftbeaufschlagungseinheit kann so ausgelegt sein, daß die Kraft periodisch und mit veränderlicher Größe ausgeübt wird, und kann exzentrisch auf einer Halterung angeordnet sein. Die Halterung ist eine um ihre Längsachse umlaufende Welle, und die Einheit zum Kraftbeaufschlagen ist drehfest auf der Welle gesichert. Die Welle ist von einem Antrieb um die genannte Achse drehbar. Der Antrieb umfaßt eine Antriebseinheit und eine diese mit der Welle verbindende Kupplung, so daß die Welle bei eingeschaltetem Antrieb um die genannte Achse mit veränderlicher Winkelgeschwindigkeit umläuft. Die Kupplung umfaßt ein erstes Drehglied, das von dem Antrieb treibbar ist, und ein drehfest auf der Welle gesichertes zweites Drehglied und Mittel zum Verbinden der beiden Drehglieder derart, daß die Welle in die gleiche Richtung und mit größerer Winkelgeschwindigkeit umläuft, als wenn sie von dem Antrieb während dessen Betriebs getrieben wird. Das erste Drehglied umfaßt Anschlagelemente, und das zweite Drehglied weist Zähne auf, in die die Anschlagelemente eingreifen, so daß Antriebskraft vom ersten auf das zweite Drehglied übertragen wird. Die Erfassungseinheit besteht aus einem Generator, der einen von der Welle getriebenen Anker aufweist. Der Generator kann während der Rotation der Welle abwechselnd als Motor und als Generator wirken. Das Kontaktglied ist ein koaxial auf der Welle angeordneter Kreisring, der auf einem auf der Welle befestigten Kugellager abgestützt ist.The force application unit can be designed so that the force is exerted periodically and with variable magnitude is, and can be arranged eccentrically on a bracket. The holder is a shaft rotating around its longitudinal axis, and the unit for applying force is secured against rotation on the shaft. The shaft is from a drive around the said Axis rotatable. The drive comprises a drive unit and a coupling connecting this to the shaft, so that the When the drive is switched on, the shaft rotates around said axis at a variable angular speed. The clutch includes a first rotary member which can be driven by the drive, and a second rotary member which is secured against rotation on the shaft and means for connecting the two rotating members so that the shaft is in the same direction and at a greater angular velocity revolves as if it is being driven by the drive during its operation. The first rotating member comprises stop elements, and the second rotary member has teeth in which the stop elements engage, so that driving force from first is transmitted to the second rotary member. The registration unit consists of a generator that generates one of the Has shaft driven armature. During the rotation of the shaft, the generator can be used alternately as a motor and a generator works. The contact member is a circular ring which is arranged coaxially on the shaft and which is attached to a ring on the shaft Ball bearing is supported.

Anhand der Zeichnung, die die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung zeigt, wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert.With reference to the drawing, which shows the device for performing the method according to the invention, the invention is exemplified explained in more detail.

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Die Vorrichtung 10 mißt bzw. erfaßt den Vernetzungsgrad pro Querschnittsflächeneinheit eines Polyäthylenschlauchs 11 während dessen kontinuierlichen Austritts aus einer Herstellungseinheit . The device 10 measures or detects the degree of crosslinking per unit cross-sectional area of a polyethylene tube 11 during its continuous exit from a manufacturing unit.

Die Vorrichtung umfaßt eine in einem Lager 13 drehbar gelagerte Welle 12 mit einer Seheibe 14, die auf einem Wellenende exzentrisch befestigt ist. Auf der Exzenterscheibe 14 ist drehbar ein Kreisring 15 befestigt, und zwischen der Exzenterscheibe 14 und dem Ring 15 ist ein Kugellager 16 vorgesehen. Die Außenfläche des Rings 15 ist mit einer warmfesten Zusammensetzung 17 beschichtet. Auf dem von der Exzenterscheibe 14 fernen Ende der Welle 12 ist der Anker eines Motorgenerators 18 befestigt. Zwischen dem Lager 13 und dem Motorgenerator 18 sind auf der Welle 12 ein Schwungrad 19 und ein Klinkenrad 20, das in Längsrichtung der Welle 12 von dem Schwungrad 19 beabstandet ist, befestigt. Auf der Welle 12 ist ferner koaxial mit ihr neben dem Klinkenrad 20 eine Hohlwelle (nicht gezeigt) positioniert, durch die die Welle 12 verläuft und auf der drehfest eine Scheibe 21·befestigt ist. Auf der einen Seitenfläche 22 der Scheibe 21 sind schwenkbar und umfangsmäßig voneinander beabstandet zwei Klinken 23, 24 befestigt. Jede Klinke 23, 24 weist einen davon ausgehenden Ansatz 25 auf. In jedem Ansatz 25 ist eine Schraube 26 aufgenommen. Auf der Seitenfläche 22 der Scheibe 21 sind ferner nahe den Klinken 23, 24 zwei Befestigungslaschen 27, 28 gesichert. Jede Befestigungslasche 27, 28 auf der Seitenfläche 22 der Seheibe 21 ist mit jeweils einem benachbarten Ansatz 25 der Klinken 23, 24 über jeweils eine als Schraubenfeder ausgebildete Zugfeder 29 verbunden.The device comprises a shaft 12 rotatably mounted in a bearing 13 with a Seheibe 14 which is eccentric on one shaft end is attached. A circular ring 15 is rotatably attached to the eccentric disk 14 and between the eccentric disk 14 and the ring 15, a ball bearing 16 is provided. The outer surface of the ring 15 is made of a heat-resistant composition 17 coated. The armature of a motor generator 18 is attached to the end of the shaft 12 remote from the eccentric disk 14. Between the bearing 13 and the motor generator 18, a flywheel 19 and a ratchet wheel 20, which are shown in FIG The longitudinal direction of the shaft 12 is spaced from the flywheel 19, attached. On the shaft 12 is also coaxial with her a hollow shaft (not shown) is positioned next to the ratchet wheel 20, through which the shaft 12 runs and on which a disk 21 is fixed in a rotationally fixed manner. On one side surface 22 two pawls 23, 24 are attached to the disk 21 so as to be pivotable and circumferentially spaced from one another. Each latch 23, 24 has an approach 25 proceeding therefrom. A screw 26 is received in each shoulder 25. On the side surface 22 the disk 21 are also secured near the pawls 23, 24 two fastening tabs 27, 28. Each fastening tab 27, 28 on the side surface 22 of the Seheibe 21 is each with an adjacent approach 25 of the pawls 23, 24 over each a tension spring 29 designed as a helical spring is connected.

Die Scheibe 21 ist über einen Keilriemen 30 mit einer auf einer Welle 32 eines Motors 33 gesicherten Scheibe 31 verbunden.The pulley 21 is connected via a V-belt 30 to a pulley 31 secured on a shaft 32 of a motor 33.

Der Motor 33 dreht die Welle 32 mit gleichbleibender Winkelgeschwindigkeit, so daß der Keilriemen 30 in Pfeilriehtung um-The motor 33 rotates the shaft 32 at a constant angular speed, so that the V-belt 30 in the arrow direction

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läuft und die Scheibe 21 im Gegenuhrzeigersinn relativ zur Mittenlängsachse der Welle 12 dreht. Die Klinken 23, 24 werden in Eingriff mit den Zähnen der Zahnscheibe 20 durch die Zugfedern 29 gedrückt, so daß sie eine Rotation der Welle in gleicher TJmlaufrichtung wie die Scheibe 21 bewirken. Der Schlauch 11 ist so angeordnet, daß er sich in Kontakt mit der Außenfläche 17 des Rings 15 bewegt, und der Ring 15 läuft relativ zu der Exzenterscheibe 14- um, während der Schlauch aus einer Fertigungseinheit austritt.runs and the disc 21 rotates counterclockwise relative to the central longitudinal axis of the shaft 12. The pawls 23, 24 are pressed into engagement with the teeth of the toothed disc 20 by the tension springs 29 so that they cause rotation of the shaft in the same direction of rotation as the disk 21. The hose 11 is arranged so that it is in contact with the Outer surface 17 of the ring 15 moves, and the ring 15 rotates relative to the eccentric disk 14-, while the hose emerges from a manufacturing unit.

Während der Ring 15 in Kontakt mit dem Schlauch 11 umläuft, wird die Exzenterseheibe 14 von der Welle 12 exzentrisch zu der Mittenlängsachse der Welle 12 gedreht. Die exzentrische Anordnung der Scheibe 14 auf der Welle 12 bewirkt, daß die Exzenterscheibe 14 auf den Schlauch 11 eine periodische nach unten gerichtete Kraft ausübt. Die Reaktion des Schlauchs 11 auf diese Kraft hat eine Winkelabweichung der Exzenterscheibe 14 im Gegenuhrzeigersinn zur Rotationsachse der Welle 12 zur Folge, wobei diese Abweichung der Winkelgeschwindigkeit der Welle 12 überlagert wird und periodische Steigerungen der Winkelgeschwindigkeit bewirkt; diese Steigerungen werden durch die Klinken 23, 24 ermöglicht, die über die Zähne der Zahnscheibe 20 gleiten, wenn die Zahnscheibe relativ zu der Riemenscheibe 21 in Umlaufrichtung der Riemenscheibe 21 gedreht wird. Die Intervalle der Winkelgeschwindigkeitsänderungen werden durch das Sehwungrad 19 verlängert und resultieren in einer veränderlichen Ausgangsleistung des Motorgenerators 18, die einer Anzeigeeinheit (nicht gezeigt) zuführbar ist.While the ring 15 rotates in contact with the hose 11, the eccentric disk 14 is eccentric to the shaft 12 the central longitudinal axis of the shaft 12 rotated. The eccentric arrangement of the disc 14 on the shaft 12 causes the Eccentric disk 14 exerts a periodic downward force on hose 11. The reaction of the hose 11 on this force has an angular deviation of the eccentric disk 14 counterclockwise to the axis of rotation of the shaft 12 to Consequence, this deviation of the angular velocity of the shaft 12 is superimposed and periodic increases in the Causes angular velocity; these increases are made possible by the pawls 23, 24, which are positioned over the teeth of the toothed disk 20 slide when the toothed pulley is rotated relative to the pulley 21 in the direction of rotation of the pulley 21 will. The intervals of angular velocity changes are extended by the flywheel 19 and result in a variable output power of the motor generator 18, which can be fed to a display unit (not shown).

Die Reaktion des Schlauchs 11 ist dem Verknüpfungsgrad der Moleküle pro Querschnittsflächeneinheit des Schlauchs 11 proportional. Auf diese Weise wird durch Änderungen der Ausgangsleistung des Motorgenerators 18 der Yernetzungsgrad angezeigt.The reaction of the tube 11 is proportional to the degree of linkage of the molecules per unit cross-sectional area of the tube 11. In this way, changes in the output of the motor generator 18 indicate the degree of crosslinking.

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Der Motorgenerator 18 kann so ausgelegt sein, daß er 50mal pro Sekunde zwischen Motor- und G-eneratorbetrieb umschaltet, so daß er während des Motorbetriebs der Welle 12 eine Winkelgeschwindigkeit erteilt zum Ausgleich für Reibungsverluste.The motor generator 18 can be designed so that it 50 times switches between motor and generator operation per second, so that it gives the shaft 12 an angular velocity during motor operation to compensate for frictional losses.

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Claims (8)

AnsprücheExpectations I1) Verfahren zum Messen des Vernetzungsgrads pro Querschnittsflächeneinheit eines bewegten Gegenstands aus einem Polymerisat, I 1 ) Method for measuring the degree of crosslinking per unit cross-sectional area of a moving object made of a polymer, gekennzeichnet durchmarked by Beaufschlagen des Gegenstands mit einer Kraft in einer zu der Bewegungsrichtung des Gegenstands im wesentlichen senkrechten Richtung, undApplying a force to the object in a direction substantially perpendicular to the direction of movement of the object Direction, and Erfassen der Größe der Reaktionskomponente des Gegenstands auf diese Kraft zur Gewinnung einer Anzeige des Vernetzungsgrads pro Querschnittsflächeneinheit des Gegenstands. Sensing the magnitude of the reactant component of the article to this force to obtain an indication of the degree of crosslinking per unit cross-sectional area of the article. 2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
2. The method according to claim 1,
characterized,
daß die Kraft durch einen auf einer Abtriebswelle drehfest angeordneten Exzenter ausgeübt wird«that the force through a rotatably arranged on an output shaft Eccentric is exercised "
3· Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Messen des Vernetzungsgrads pro Querschnittsflächeneinheit eines bewegten Gegenstands aus einem Polymerisat,3. Device for carrying out the method according to claim 1 for measuring the degree of crosslinking per unit cross-sectional area of a moving object made of a polymer, gekennzeichnet durchmarked by eine Einheit (14) zum Beaufschlagen des Gegenstands (11) mit einer Kraft im wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Gegenstands (11),a unit (14) for applying a force to the object (11) substantially perpendicular to the direction of movement of the object (11), 41-(92 491)-Schö41- (92 491) -Schö 909832/0681909832/0681 eine Einheit zum Messen der Größe der Reaktionskomponente des Gegenstands (11) auf diese Kraft, unda unit for measuring the magnitude of the reaction component of the object (11) to this force, and eine Einheit (18) zum Erfassen der Reaktion zwecks Erzeugens einer Anzeige des Vernetzungsgrads pro Querschnittsflächeneinheit des Gegenstands.a unit (18) for detecting the reaction to produce an indication of the degree of crosslinking per unit cross-sectional area of the subject. 4. Torrichtung nach Anspruch 3>
dadurch gekennzeichnet,
4. Gate direction according to claim 3>
characterized,
daß die Einheit zum Kraftbeaufschlagen ein auf einer Halterung (12) befestigter Exzenter (14) ist.that the unit for applying a force on a bracket (12) attached eccentric (14).
5. Torrichtung nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
5. gate direction according to claim 4,
characterized,
daß die Halterung eine um ihre Längsachse umlaufende Welle (12) ist, auf der drehfest das Kraftbeaufschlagungsglied (14) gesichert ist, undthat the holder is a shaft (12) rotating around its longitudinal axis, on which the force application member (14) is non-rotatably is secured, and daß ein Antrieb (33) und eine diesen mit der Welle (12) verbindende Kupplungsvorrichtung (20, 21, 31, 30) vorgesehen sind, so daß die Welle (12) bei eingeschaltetem Antrieb (33) um die genannte Achse mit veränderlicher Winkelgeschwindigkeit umläuft.that a drive (33) and one connecting it to the shaft (12) Coupling device (20, 21, 31, 30) are provided so that the shaft (12) when the drive (33) is switched on said axis revolves with variable angular velocity.
6. Torrichtung nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
6. gate direction according to claim 5,
characterized,
daß die Kupplungsvorrichtung ein erstes Drehglied (21), das von dem Antrieb (33) getrieben wird, ein zweites Drehglied (20), das drehfest auf der Welle (12) befestigt ist, und zwischen beiden Drehgliedern (21, 20) wirksame Terbindungselemente (23-29) umfaßt, so daß die Welle (12) in Antriebsrichtung, aber mit größerer Winkelgeschwindigkeit als bei eingeschaltetem Antrieb (33) möglieh ist, drehbar ist,that the coupling device has a first rotary member (21) which is driven by the drive (33), a second rotary member (20), which is non-rotatably attached to the shaft (12), and between the two rotating members (21, 20) effective connecting elements (23-29) includes, so that the shaft (12) in the drive direction, but at a greater angular speed than when the drive is switched on (33) is possible, is rotatable,
7. Torrichtung nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
7. gate direction according to claim 6,
characterized,
daß das eine Drehglied (21) Ansehlagelemente (23, 24) und das andere Drehglied (20) Zähne, in die die Anschlagelemente (23,that the one rotary member (21) stop elements (23, 24) and the other rotary member (20) teeth into which the stop elements (23, 909832/0681909832/0681 24) eingreifen, aufweist, so daß die Antriebskraft von dem einen (21) zum anderen Drehglied (20) übertragbar ist.24) engage, so that the driving force can be transmitted from one (21) to the other rotary member (20).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
8. Apparatus according to claim 7,
characterized,
daß die Einheit zum Erfassen der Reaktion auf die Kraftbeaufschlagung ein Generator (18) ist, dessen Anker von der
Welle (12) getrieben wird, wobei der Generator (18) während des Umlaufens der Welle (12) abwechselnd als Motor und als Generator betreibbar ist.
that the unit for detecting the reaction to the application of force is a generator (18) whose armature of the
Shaft (12) is driven, wherein the generator (18) can be operated alternately as a motor and as a generator while the shaft (12) is rotating.
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