DE2924189C2

DE2924189C2 - Meßanordnung für Rotationsviskosimeter

Info

Publication number: DE2924189C2
Application number: DE19792924189
Authority: DE
Inventors: Dipl.-Phys. Werner 5000 Koeln Heinz
Original assignee: BRABENDER OHG 4100 DUISBURG DE
Current assignee: BRABENDER OHG 4100 DUISBURG DE
Priority date: 1979-06-15
Filing date: 1979-06-15
Publication date: 1981-07-30
Also published as: DE2924189B1

Description

Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung für Rotationsviskosimeter mit gegeneinander rotierenden Meßflächen, wobei ein radial außen liegender Zylinder oder eine im wesentlichen zylindrische Platte von einem Rohr umschlossen und in diesem gehalten und das Rohr in einem Temperierbad angeordnet ist. Bei diesen Rotationsviskosimetern handelt es sich um solche mit koaxialen Zylindern, die sich gegeneinander drehen, oder um solche mit Kegel-Platte-Kombinationen. Bei der ersten Gruppe bilden die einander zugekehrten Wände der Zylinder die beiden Meßflächen. Bei der zweiten Gruppe sind es die sich gegenüberliegenden Flächen des Kegels und der Platte, die die Meßflächen bilden.

Beide Gruppen der Rotationsviskosimeter sind bekannt. Beispiele für ein Rotationsviskosimeter mit koaxialen Zylindern werden in Materialprüf. 7 (1965), Nr. 2, Februar, S. 48—52, beschrieben. Ein Beispiel für ein Rotationsviskosimeter mit einer Kegel-Platte-Kombination wird in der DE-AS 27 33 099 gezeigt.

Bei Meßanordnungen mit koaxialen Zylindern muß der äußere Zylinder möglichst genau gegenüber dem inneren Zylinder gehalten werden. Das heißt, daß die beiden Zylinderachsen völlig oder fast nahezu zusammenfallen sollen. Bei Kegel-Platte-Kombinationen gilt das gleiche, und die Achsen von Kegel und Platte sollen ebenso zusammenfallen. Eine weitere Forderung liegt darin, daß die beiden Zylinder oder die Kegel-Platte-Kombination auf konstanter Temperatur gehalten werden soll. Hierzu werden der äußere Zylinder oder die Platte meistens mittelbar mit einer Temperierflüssigkeit in Berührung gehalten. Nach dem Stand der Technik erfolgt die konstruktive Lösung dadurch, daß der äußere Zylinder oder die Platte in einem Rohr gelagert werden. Sie werden von unten in dieses Rohr eingeschoben, während der innere Zylinder oder der Kegel von oben in das Rohr eintauchen. Zur Temperierung liegt das Rohr in einer Temperierkatnmer, duich die mit einem Thermostaten auf konstanter Temperatur gehaltene Flüssigkeit durchgeleitet wird. Die hierzu verwendeten sogenannten Umwälzthermostaten sind aufwendig. Ein thermischer Nachteil liegt darin, daß die Temperaturflüssigkeit nicht jnmittelbar an den äußeren Zylinder oder die Platte gelangt, sondern nur unmittelbar über das Rohr einwirken kann.

Bei einer anderen Ausführungsform nach dem Stand der Technik wird der äußere Zylinder in eine speziell ausgebildete Halterung eingesteckt, wobei der Rand des Zylinders eine Führungsfläche bildet. Zum Erzielen einer hinreichend guten Führung muß dieser Rand jedoch sehr breit ausgeführt werden. Dies erschwert jedoch die Herstellung des Zylinders und macht auch seirre Handhabung schwierig.

Bei anderen Ausführungen nach dem Stand der Technik wird die Meßanordnung in eine Luftkammer eingesetzt, die auf konstanter Temperatur gehalten wird. Luft ist jedoch ein sehr schlechter Wärmeleiter. Eine Temperierung mit Luft befriedigt daher nicht.

Hiervon ausgehend stellt sich für vorliegende Erfindung die Aufgabe, eine Meßanordnung so auszubilden, daß der äußere Zylinder bzw. die Platte sowohl

jo exakt geführt als auch gut auf konstanter Temperatur gehalten werden, ohne daß dadurch die Einfachheit der Montage und Demontage der Meßanordnung leidet. Die Losung für diese Aufgabe ergibt sich bei einer Meßanordnung der eingangs genannten Gattung nach der Erfindung dadurch, daß das Rohr entlang seines den äußeren Zylinder oder die Platte umschließenden Bereiches auf wenigstens einem Teil seiner Länge einen Ausschnitt aufweist, der sich in Umfangsrichtung über einen Bogen von wenigstens 180° erstreckt. Damit werden bei einem Rotationsviskosimeter mit koaxialen Zylindert. der äußere Zylinder und bei einem Rotationsviskosimeter mit einer Kegel-Plalte-Kombination die Platte durch das Rohr ausreichend geführt und gegenüber dem inneren Zylinder oder dem Kegel zentriert, während der Ausschnitt eine unmittelbare Berührung mit der Temperierflüssigkeit zuläßt und gleichzeitig ein einfaches seitliches Einschieben des Zylinders oder der Platte in das Rohr ermöglicht. Die einfache konstruktive Maßnahme, das Rohr mit einem Ausschnitt zu versehen, führt daher zu einer Lösung der beiden sich bisher widersprechenden Forderungen, sowohl einwandfrei zu führen wie auch gut zu temperieren.

Ein Ausschnitt, der sich in Umfangsrichtung über einen Bogen von mehr als 180° erstreckt, erleichtert das Einsetzen von Zylinder oder Platte in Rohr und erhöht gleichzeitig die Berührungsfläche mit der Temperierflüssigkeit. Die Führung leidet jedoch. Ein öffnungswinkel, der einen guten Kompromiß darstellt, läßt sich jedoch leicht finden.

Um die Führung von insbesondere langen Zylindern in dem Rohr zu verbessern, ist in einer zweckmäßigen Ausgestaltung vorgesehen, daß das Rohr an seinem unteren Ende einen sich über einen Bogen von 360° erstreckenden Randstreifen aufweist. Dieser Randstreifen kann ein Teil des Rohres sein und beim Ausschneiden des Ausschnittes im Rohr verbleiben. Der Randstreifen umschließt das untere Ende des Zylinders

auf einem Bogen von 360° und führt ihn dort Die weitere Führung erfolgt auf der Mantelfläche des Zylinders, von der entsprechend dem öffnungswinkel des Ausschnittes etwa 180° am Rohr anliegen. Um diese Anlage auch bei etwaigen aus der Messung resultierenden Seitenkräften zu gewährleisten, ist in einer zweckmäßigen Ausgestaltung vorgesehen, daß auf der Innenwand des Randstreifens ein Vorsprung vorgesehen ist, auf dem der äußere Zylinder oder auch die Platte aufsitzt Das Gewicht des Zylinders oder der Platte läßt eine Kraft!; jmponente in Seitenrichtung entstehen, die Zylinder oder Platte gegen das Rohr drückt Um Zylinder oder Platte drehfest im Rohr zu halten, ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß am unteren Ende des äußeren Zylinders oder der Platte ein Einschnitt zur Aufnahme des Vorsprungs vorgesehen ist. Vorzugsweise ist dieser Vorsprung eine in einer Gewindebohrung im Randstreifen verdrehbare Feststellschraube. Erwähnt sei noch, daß der äußere Zylinder auch durch einen außen übe« das Rohr geschobenen Federring an dessen Innenwand angepreßt werden kann.

Um die Platte leichter gegenüber dem Kegel justieren zu können und um die Montage und Demontage der gesamten Meßanordnung zu vereinfachen, ist in einer weiteren Ausgestaltung vorgesehen, daß die Platte auf der Oberseite eines von zwei übereinander angeordneten Zylinderkörpern ausgebildet ist und die Zylinderkörper axial gegeneinander verstellbar sind. Hierzu sind die beiden Zylinderkörper vorzugsweise über eine Schraubverbindung miteinander verbunden.

Am Beispie! der in der Zeichnung gezeigten Aasführungsformen wird die Erfindung nun weiter beschrieben. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Rotationsviskosimeter mit zueinander koaxialen Zylindern mit der Meßanordnung, wobei der äußere Zylinder getrennt dargestellt ist,

F i g. 2 eine Seitenansicht, teilweise im Schnitt, dieses Rotationsviskosiineters und

Fig. 3 eine Teil-Seitenansicht, teilweise im Schnitt, eines Rotationsviskosimeters mit einer Kegel-Platte-Kombination.

Das eigentliche Rotationsviskosimeter mit dem Antrieb, der Drehmoment-Meßeinrichtung usw. ist als Block 12 dargestellt. An seiner Unterseite ist ein Gehäuseteil 14 angebracht. Die Welle 16 tritt aus dem Rotationsviskosimeter 12 aus. Über eine Schraubkupplung 18 ist der rotierende innere Zylinder 20 angeschlossen. Er liegt koaxial innerhalb des äußeren feststehenden Zylinders 22. An seinem unteren Ende weist dieser einen Einschnitt 24 auf. Das Rohr 26 mit der Innenwand 28 geht vom Gehäuseteil 14 aus. Das Rohr 26 weist einen Ausschnitt 30 auf. Er erstreckt sich über einen Bogen von 180" und praktisch über dessen gesamte Länge bis zum Randstreifen 32. In diesen ist die Feststellschraube 34 eingeschraubt Sie greift in den Einschnitt 24 ein. Ein weiterer Ausschnitt 36 befindet sich im Rohr 26 in der Höhe der Kupplung 18. Soweit die Beschreibung der F i g. 1 und 2. F i g. 3 zeigt eine Platte-Kegel-Anordnung. Der Kegel 38 ist über die Kupplung 18 mit der in Fig. 3 nichi gezeigten Welle 16 verbunden. Unter ihm befindet sich die Platte 40. Sie ist in der Oberseite eines oberen Zylinderkörpers 42 ausgebildet Dieser ist über einen Gewindebolzen 44 mit einem unteren Zylinderkörper 46 verbunden. Koaxiale Führungsflächen 48 befinden sich zwischen den beiden Zylinderkörpern.

Zur Montage der in den Fig, I und 2 gezeigten Meßanordnung mit den beiden Zylindern und auch der

ίο Platte-Kegel-Anordnung gemäß F i g. 3 werden die beiden Zylinder bzw. die Platte-Kegel-Anordnung über den Ausschnitt 36 von der Seite in das Rohr 26 eingesetzt Die Kupplung 18 kann von der offenen Seite des Rohres 26, über den Ausschnitt 30, und von der anderen Seite über den Ausschnitt 36 erfaßt werden. Die Bedienungsperson kann somit mit beiden Händen an die Kupplungsteile gelangen und diese, sofern es sich um eine Schraubkupplung handelt zusammenschrauben. Der äußere Zylinder 22 wird so lange gedreht bis sein Einschnitt 24 über die Feststellschraube 34 fällt Durch Verdrehen dieser Feststellschraube 34 wird der Zylinder 22 Fixiert Bei einer nicht gezeigten einfachen Ausführungsform wird der innere Zylinder 22 mit seinem unteren Rand lediglich auf einen radial nach innen vorstehenden Vorsprung aufgesetzt Im Betrieb bei rotierendem inneren Zylinder 20 liegt der äußere Zylinder 22 somit an der Innenwand 28 des Rohres 26 an und wird durch dieses gehalten, fixiert und gegenüber dem inneren Zylinder 20 zentriert. Im übrigen ist das Rohr in ein nicht dargestelltes Temperierbad mit einer Temperierflüssigkeit eingetaucht Diese Temperierflüssigkeit kann über die gesamte Fläche des Ausschnittes 30 unmittelbar an den äußeren Zylinder 22 gelangen. Sie braucht auch nicht mit einem aufwendigen Umwälzthermostaten umgewälzt zu werden. Ein einfacher Thermostat und ein kleiner Propeller reichen zur Konstanthaltung der Temperatur aus. Auf der geschlossenen Seite des Rohres 26 steht sie über dessen Material mittelbar mit dem Zylinder 22 in Berührung. Dadurch wird dieser optimal auf der Soll-Temperatur der Temperierkammer gehalten. Bei Verwendung einer Temperierflüssigkeit steht diese bis kurz unter dem unteren Rand des Ausschnittes 36. Erwähnt sei noch, daß der innere Zylinder 22 bei der einfachen Ausführungsform ohne Feststellschraube 34, wenn diese durch einen starren Vorsprung ersetzt ist sich infolge der einseitigen Abstützung durch diesen Vorsprung infolge seines Gewichtes an die Innenwand 28 anlegt.

Die in Fig.3 gezeigte Platte-Kegel-Anordnung arbeitet, was ihr Einsetzen in das Rohr 26 und ihre Temperierung betrifft, genau wie die eben beschriebene Zylinder-Zylinder-Anordnung. Die Teilung der die Platte 40 bildenden Einheit in die beiden Zylinderkörper 22 und 46 ermöglicht eine Höheneinstellung gegenüber dem Kegel 38. Der Gewindebolzen 44 sitzt schwergängig in einer Gewindebohrung im Zylinderkörper 46. Damit läßt sich der Zylinderkörper 42 mit der Platte 40 durch Verdrehen anheben und absenken. Fine einmal gegenüber dem Kegel 38 eingestellte Höhenlage behält er infolge der Schwergängigkeit des Gewindes bei.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Meßanordnung für Rotationsviskosimeter mit gegeneinander rotierenden Meßflächen, wobei ein radial außen liegender Zylinder oder eine im wesentlichen zylindrische Platte von einem Rohr umschlossen und in diesem gehalten und das Rohr in einem Teniperierbad angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, uaß das Rohr (26) entlang seines den äußeren Zylinder (22) oder die Platte (40—46) umschließenden Bereichs auf wenigstens einem Teii seiner Länge einen Ausschnitt (30) aufweist, der sich in Umfangsrichtung über einen Bogen von wenigstens 180° erstreckt

2. Meßanordnung nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr (26) an seinem unteren Ende einen sich über einen Bogen von 360° erstreckenden Randstreifen (32) aufweist.

3. Meßanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Innenwand des Randstreifens (32) ein Vorsprung vorgesehen ist, auf dem der äußere Zylinder (22) oder die Platte (40—46) aufsitzt

4. Meßanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß am unteren Ende des äußeren Zylinders (22) oder der Platte (40—46) ein Einschnitt (24) zur Aufnahme des Vorsprungs vorgesehen ist.

5. Meßanordnung nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung eine in einer Gewindebohrung im Randstreifen (32) verdrehbare Feststellschraube (34) ist.