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Viscosimeter, insbesondere für pflanzliche, tierische und mineralische
Ole
Die Erfindung betrifft ein Viscosimeter, insbesondere für pflanzliche, tierische
und mineralische Öle natürlicher oder synthetischer Herkunft.
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Viscosimeter bisheriger Bauart sind als genau arbeitende Geräte für
den Gebrauch in Laboratorien umständlich im Aufbau, teuer und sehr emp-Endlich.
Es besteht daher ein Bedürfnis, auch dem Laien als Käufer oder Verkäufer ein billiges
Gerät zur Feststellung der Viscosität zur Verfügung zu stellen, welches er mit sich
führen kann. In solchen Fällen genügt eine Meßgenauigkeit von # 10% durchaus. Es
muß einfach in der Handhabung, leicht zu reinigen sein und darf nur wenig Raum beanspruchen,
damit es bequem in der Tasche mitgeülirt werden kann.
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Es ist ein Gerät dieser Art bekannt, bei dem die Meßprobe zwischen
zwei sich berührende ebene Teilerflächen eingebracht wird, die von in verhältnismäßig
langen Führungen koaxial gelagerten Stangen getragen werden. Die beiden Führungen
sind durch einen Bügel zu einem Ständer verbunden Die obere Stange wird nach Einbringen
der Probe zwischen die Haftflächen mittels eines Handgriffes nach oben gezogen.
Ihr folgt dabei bis zum
Abriß die untere Stange entgegen einer sie
umgebenen Druckwickelfeder, deren unteres Ende sich auf einer an der Stange angeordnete
Scheibe abstützt. Diese Scheibe ragt mit stiftförmigen Vorsprüngen durch diametral
gegenüberliegende senkrechte Fenster bildende Schlitze eines zylindrischen Gehäuses
hindurch, die einen äußeren Ring mitnehmen. Dieser ist der Oberfläche und dem Durchmesser
des Zylinders so angepaßt, daß er zwar mitgenommen wird, aber in der Lage gegenüber
einer Skala an den Fenstern steheubleibt, wenn durch die Federkraft die Trennung
der beiden Haftscheiben erfolgt. Dieses Gerät ist daher darauf angewiesen, auf einer
UnterLage, z. B. einem Tisch, während der Messung befestigt zu werden. Außerdem
muß man die obere der beiden Haftflächen bis zum Abriß sehr sorgfältig und ruhig
von Hand nach oben ziehen. Je stärker der ausgeübte Zug ist. um so stärker wird
die entgegenwirkende Federkraft, so daß das Meßergebnis durch die Bedienungsweise
selbst beeinflußt wird. Zur Einbringung der Probe zwischen die Haftflächen muß man
die obere Flasche zuvor nach oben abheben.
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Es sei auch erwähnt, daß es bei Viscosimetern mit Haftflächen bekannt
ist, eine unmittelbare Berührung derselben durch ganz geringe Vorsprünge der einen
Haftfläche zu verhindern.
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Die Erfindung besteht demgegenüber darin, daß in einem aufrecht stehenden
rohrförmigen Gehäuse oben eine abwärts gerichtete ortsfeste Kegeifläche und darunter
ein Tellerkörper mit dieser Kegelfläche bis auf wenige Winkelminuten angepaßter
hohlk:egeliger Fläche zur Aufnahme weniger Tropfen der Probe angeordnet ist, dessen
unterer Fortsatz mit einem Gewicht im Gehäuse, vorzugsweise durch eine in eine axiale
Bohrung der das Gewicht tragenden Stange eindringende lotrechte Führungsstange,
frei beweglich geführt und durch fensterartige Durchbrüche des Gehäuses erfaßbar
ist. Bei dieser Bauart steht die untere Haftfläche zur Aufnahme weniger Tropfen
der Probe jederzeit bereit, und man braucht zur Durchfiihrung der Messung lediglich
die durch das Gewicht beschwerte untere Haftfläche nach oben hin gegen die obere
Haftfläche zu bewegen. Die Messung selbst verläuft ohne weiteres Zutun des Benutzers
und daher völlig unbeeinflußt, weil die untere Haftfläche lediglich dem ruhigen
Zuge durch das Gewicht bzw. Eigengewicht überlassen ist. Mit die!sem Gerät kann
man unter Zuhilfenahme einer Uhr Viscositätsmessungen durch führen und dabei auch
die Temperatureinflüsse des Raumes auf die Probe unter Zuhilfenahme von Tabellen
berücksichtigen.
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Die Viscosität eines Öls beträgt bei 100 etwa 3600 Centipoises - 200
- I700 -- 25° - 1200 -Der Viscositätsunterschied bei Temperaturen von 10 und 250
beträgt also etwa 300%. Man kann z. B. durch Tabellen sowie durch Veränderung des
Gewichtes durch Auflagegewichte die Verschiedenheit der festgestellten Raumtemperatur
berücksichtigen.
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Man kann ferner den Träger der oberen Haftfläche derart gehemmt,
aber beweglich im oberen Teil des Gehäuses führen., daß er der Belastung durch den
unteren Haftflächtenkörper bis zu dessen Abfallen folgen kann und nun diese Wegstrecke
als Maß für die Viscositätsbestimmung benutzen.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform wird die gleiche Erscheinung,
die das Prüföl zeigt, benutzt, um das Hemmwerk zu kompensieren. Das geschieht in
der Weise, daß der Träger der oberen Haftfläche als nach oben offener, mit Öl gefüllter
Zylinder ausgebildet ist, in dessen Innenraum von oben her ein ortsfest angeordneter
Kolben mit einer von einem Drosselkörper abgedeckten Längsbohrung hinein ragt. Dadurch
wird erreicht, daß beim Aufwärtsschieben des Zylinders durch den Träger der unteren
Haftfläche das aus dem Raume unterhalb des Kolbens verdrängte Öl unter Anheben des
Drosselkörpers schnell i.n den oberen Raunl übertritt, wohingegen der umgekehrte
Umlauf durch eine Kanüle des Drosselkörpers derart gehemmt wird. daß die Wegstrecke
des oberen Körpers bis zum Abfallen des unteren Körpers unmittelbar als Viscositätsmaß
verwendbar ist. Dann trägt der zylindrische Fortsatz außen eine durch ein mit Nullmarke
versehenes Fenster des Gehäuses hin durch sichtbare, in Centipoises gehaltene Skala.
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Die ans wenigen Öltropfen bestehende Meßprobe tritt beilm Zusammendrängen
der Haftflächen nach dem Umfange zurück, und darum wird auch der Durchmesser der
unteren Haftfläche größer als der der oberen Haftfläche bemessen. Von dieser Stelle
aus strömt dieser verdrängte Öl rest wieder in dem Maße zurück, in dem die Adhäsion
überwunden wird, was durch den geringen Winkelunterschied beider Kegelflächen erreicht
wird.
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Damit die hohle Kolbenstange in dem rohrförmigen Gehäuse eine sichere
Stellung eilmimmt. wird sie vom oberen Ende bundartig auf den Innendurchmesser des
Gehäuses als Stützfläche erweitert.
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Die Befestigung und ihr Abschluß kann durch eine Kappe mit Lüftungsöffnung
erfolgen.
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Um die Abwärtsbewegung des Zylinders auch augenblkicklich zu bremsen,
sobald der untere Körper abfällt, kann eine Bremse angeordnet werden, d.ie sich
gegen den Umfang des Zylinders lehnt. wenn der abfallende Gewichtskörper ein Übertragungsgestänge
in Tätigkeit setzt, das durch einen Doppelhebel am Gehänseboden betätigt wird.
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Man kann natürlich die Kompensationswirkung des Öls auch bei anders
gearteten Hemmwerken verwenden.
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In der Zeichnung ist ein bevorzugtes Ausführungsbefspiel der Erfindung
dargestellt.
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In dem aufrechten Gehäuse I sind zwei Körper frei beweglich geführt.
Der untere Körper endet in einem Teller mit hohlkegeiliger Haftfläche 2, die geschliffen
bzw. geläppt ist. Sie besitzt einen unteren Fortsatz 3 mit einem Gewicht 4, welches
zusätzlich belastet werden kann. Der Fortsatz 3, 4 besitzt eine Bohrung 5, in die
ein am Gehäuseboden be-
festigter Führungsstab 6 eindringt. Fenster
7 im Gehäuse I erlauben, den Fortsatz 3; 4 bzw. den Haftflächenteller 2 bei Beginn
der Messung zu erfassen und aufwärts zu schieben. Der obere Körper enthält eine
als Kegel ausgebildete ebenfalls geschliffene oder geläppte Haftfläche 8. Der Durchmesser
dieser Haftfläche 8 ist etwas kleiner als der der unteren Haftfläche 2, so daß ringsum
ein freier Rand entsteht, wohin der Rest der z. B. nur ein bis zwei Tropfen betragenden
Bestimmungsprobe vorübergehend ausweicht, der dann nach der Mitte hin zurückfließt.
Die beiden Haftflächen 2 und 8 sind zur Beseitigung der Adhäsionskraft in ihren
Winkeln um wenige Winkelminuten unterschieden. Die obere Haftfläche 8 setzt sich
als nach oben offener Zylinder g fort, in dessen Innenraum ein von einer hohlen
Stange 10 getragener, am Gehäuse 1 befestigter Kolben 11 eindringt. Der Kolben 11
besitzt eine Längsbohrung 11a, groß genug, um einen bequemen Übertritt einer Ölfüllung
aus dem Raum 12 unterhalb des Kolbens in den Raum 13 oberhalb desselben zuzulassen,
wenn von Hand mittels des Haftflächenkörpers 2 bis 5 der Haftflächenkörper 8, 9
vor Beginn der Messung nach oben in die Ausgangslage zurückgedrängt wird. Im Innern
der hohlen Kolbenstange 10 wird durch einen durchbrochenen Quersteg 10a eine senkrechte
Führungsstange 14 getragen, auf der ein Drosselkörper 15 gleitet. Dieser die Bohrung
11a absperrende Körper enthält eine feine Kanüle, die das Öl aus dem Raum 13 in
den Raum 12 übertreten läßt, während der untere Gewichtskörper 2 bis 5 infolge der
Adhäsionskraft der Prüfölprobe den oberen Haftflächenkörper 8, 9 mit abwärts zieht.
Bei umgekehrter Bewegung dagegen wird der Drosselkörper 15 infolge des Überdruckes
der Ölmenge im Raum I2 von der Bohrung 11a abgehoben und daher ein schnelles Überströmen
der dortigen Ölmenge in den Raum I3 erreicht.
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Die äußere Wandung des Zylinders 9 trägt eine in Centipoises unterteilte
Skala 16, deren Nullpunkt in höchster Lage mit dem Zeiger 17 gleichsteht.
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Durch die Verwendung eines solchen Hemmwerkes mit Öl füllung, das
auch anders ausgebildet sein kann, gleichen sich die Temperaturunterschiede aus,
d. h. der Temperatureinfluß auf die Änderung der Viscosität äußert sich nun auf
beide Öle in gleichem Maße, wird also kompensiert: DieSkala kann ebenfalls durch
ein Fenster des Gehäuses beobachtet werden. Die Kolbenstange 10 erweitert sich bundartig
an ihrem oberen Ende auf den Innendurchmesser des sie aufnehmenden Gehäuseteiles
10b, wird also so durch einen langen Führungsteil sicher zentriert. Den Abschluß
bildet eine mit einer verschließbaren Lüftungsöffnung 18a versehene Kappe 18. Der
Bandübergang begrenzt zugleich die obere Stellung des Zylinders 9.
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Im unteren Teil des Gehäuses 1 oberhalb der Haftfläche 8 ist ein
Bremsklotz 19 vorgesehen, der sich bremsend gegen das niedersinkende Zylinderrohr
9 lehnt, wenn der untere Gewichtskörper 2 bis 5 nach Überwindung der Adhäsionskraft
zwischen den Haftflächen 2, 8 abfällt und den Doppelhebel 20 verstellt, dessen angelenktes
Gestänge 21 mit seinem Keilkörper 22 gegen die Keilfläche der Bremse 19 drängt.