DEP0042374DA - Vorrichtung zur Messung der Viskosität plastischer Stoffe - Google Patents

Description

(Heue) Beschreibung

Deutsche Grammophon ΰ· m· b· H Hannover

PA 13/49 2136

AZi ρ 42 374 IXb/42k D

Karlsruhe* d©n 25»8#1950

Einrichtung aur Messung der Viskosität plastischer Stoffe*

Die Erfindung bezieht sich auf Einrichtungen »ur Messung der YiBkoaität plastischer Stoffe und Hassane Erfindungsgemäß soll damit die Messung während dea Plastifisierungsvorganjes₉ beispielsweise in Misoh- oder, I&&traasoh.inen» durchgeführt werden« ^ üLIMUüu^^^gwga^gfoltihGlid

uiüLmIM-Uüuüu^^^gwgaa^gfeoielastiaohes Glied ₀ entepreafiend oer^i^iigkeitaoa^atorials bö©infiuaet₉ ss*B»

bewegt wird«, Dabei kann die bewegung direkt angezeigt werden und damit als Maß für die Viskosität dienen^ es kann aber auoh die Dämpfung einer Bewegung als Grundlage für dieses Maß genommen werden* ferner kann auch der bei der Bewegung entstehende Druck «ur Anzeige benutat werden* Bei der Ausnutzung der Dämpfung wird sweekmäseig eine fremderregte Membran vorgesehen» die in das SU untersuchende Material eingebracht wird* Daa zu prüfende Material hat dabei in aeiner Bewegung sweektaässig eine Geeehwindigkeitskomponente senkrecht aur Sembrari und grosser als öle Spitzengeschwindigkeit der Membrane Zur Unterstützung dieser Messung kann gemäß der weiteren Erfindung auch noch ein Temperavorgesehen seine

Die Erfindung und weitere Einzelheiten werden anhand der Abbe beispielsweise erläutert«

1 aeigt die Walaen 1 und 2₈ die gegenläufig rotieren uad dabei ein Mischmaterial plastifizieren» Solche Einrichtungen sind an sich bekannt und werden beispielsweise in der Eautechukteohnik verwendet» Oberhalb des Walzenspaltes₉ wo sich ein® Materialstauung bildet* ist das Messgerät angebracht» Dieses besteht aus einer Membran 4β die in schräger Lage ein zy<*> lindrisches Hohr 5 abschließt und durch ein Solenoid 6 erregt wird _β Zu diesem SSweok ist die Membran mit einer dünnen Stange 7 mit dem Kern 8 des Solenoids Vörbundön_? der duroh eine Peder

Sie am Kern und am Deckel 10 des Gehäuses befestigt ist* gehalten wird* sodass er in der Spule frei schwebte Die Spul® 6 wird dabei durch einen niederfrequenten Wechselstrom' gespeist» Die Membran 4 ist gegenüber der su prüfenden lasse so angeordnet» dass die Bewegungsrichtung &er Sasse möglichst ein© senkrechte GsschwiBdig· keitekomponente auf die Membran besitzt₉ wobei diese Komponente OTQßtaäseig grosser ist als die Spitsengesehwindlgkeit der Membran* welche der Membran durch die Fremderregung aufgedrückt wird* Dementsprechend sind Frequens und Amplitude zu bemessen* da im allgemeinen die Arbeitsgeschwindigkeit für die Plastifizi©rung fest·» liegt» Je nach der Zähigkeit* welche die ^aeee b©sitst_g werden die Schwingungen der Membran verschieden stark gedämpft? dies be*» deutet» dass sich dementsprechend auch die Stromauf nähme der elektrischen Erregung der Membran änderte Biese Änderung der Strom» aufnahme wird in dem Instrument gleich in Maßeinheiten für die Viskosität geeicht Bein« Bei dieser Prüfung kann die Feststellung der Seiaper&tur eine Kilfssteilung einnehmen* da-«ah die Viskosität temperaturabhängig ist§ es ist daher an dem Ansats 5 ein feaperatunaesser 12 ζ*Β* Sheraoeleiaent bekannter Bauart vorgesehene das über ein-iSärmeisolierendes SSwischenstüek 13 ®a dem Ansatz befestigt ist« Dieses Shermoeleaent steht mit einem an sich bekannten Anseiger 14 in Verbindung* Das beschrieben© Prüforgan kann von Hand in Arbeitsstellung gebracht werden»- jedoch ist es vorteilhaft* ihm eine definierte Lage gegenüber der Ha« BGhine\-£s&~ P|»astif izierung der Masse su geb@n_g es wird also vorteilhaft fest eingebaut* beispielsweise an linker Seite der Maschine an dem Rahmen für die Waisen^ bei einer Anordnung naeh Abba 1a·

Die Membran wird zunächst zweckmässig aus Metall gewählt$ sie kann vorteilhaft nach aussen gewölbt ausgeführt sein und in der Bin· spannung mit linrichtungen versehen sein_f die geeignet sind₉ die Schwingungefähigkeit su ©rhöheiu Die Befestigung am Ansatzröhr 5 kann durch Hartlöten oder Yersehrauben erfolgen« Wenn die Membran Sen Ansats schräg abschließt^ 00 kann es unter Umständen aweckmässig ©ein* die Verbindung mit dem Eern in der Spule so einzurichten dass der Zug auf die Membran senkreoht wirkte Üine solche Anordnung ist im !Prinzip in Abb_B tb dargestellte Die ?er» bindung zwischen de® Kern 8 und der Membran i erfolgt ü^er eine

Schnur 15s> öle über eine Rolle 16 geführt ist ^. welche so angeordnet ist® dass ein senkrechter Zag auf die Membran entsteht»

Erregung der Membran kann auch auf andere Weise_/ z*B* nach Art eines TelefoxihörerSy erfolgesg indem das elektromagnetische Feld »mittelbar über einen kleinen Luftspalt auf die Membran einwirkte

Eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung seigt Abbe 2* Die Plstifisierungsvorriehtung entspricht der in Abbe 1a· Als Prüfgerät 1st ein kleines Tastelement ZoB» eine Kugel 17, vorgesehen* da^an einer Stange 18 befestigt ist» welche ihrerseits mit einer Blattfeder 19 in Verbindung steht_s die einseitig fest eingespannt ist· Mit der Stange 18 ist ein Zeiger 20 verbunden* der gegenüber einer Skala 21 spielte Je nach dem Grad der Steifigkeit der MaBBe 3 wird das S&etelement 17 auö der Huli&gs verlagert und diese Verlagerung gege-■bestenfalls unter Zwischenschaltung einer Übersetzung an der Skala aageaeigtg die wiederum in Vlekositätseinheiten geeicht sein kann« Bas Taetelement kann dabei verschiedene räumliche Formen eiaiaehmen_e es kann SeB* auch zylinder- oder blattförmig sein«. Auch diese Prüfeinrichtung wird vorteilhaft starr an iem Plastifiaierungsgerät so angeordnet» dass das Saetelement oberhalb des ftalsenspaltes liegt»

Eine weitere Ausführungeform ist ia Prinslp in Abbe 3 dargestellt» Ein kapillares Rohr 22 besitzt auf der ©inen Seite eine! kammeraxtige Erweiterung 23$ die mit einer elastischen Membran 24 abgeschlossen ist* Das andere Ende dieses Rohres ist durch ein Manometer 25 abgeschlossen und das ganze System ist unter Brück mit Quecksilber 26 gefüllte Wenn dieses Prüfgerät an die zu prüfende Masse so hingeführt wird» dass die Massenbewegung eine Bewegungskomponente senkrecht auf die Membran besttst* so wird entsprechend der Zähigkeit ier lasse ein Druck auf die Membran ausgeübt_? der Über das Queeksilber im. Manometer als Druckerhöhung angezeigt wird 5 dabei kann das nanometer ebenfalls in Viskositätseinheiten geeicht seine Dieses Prinsip kann auch in einer festen Anordnung verwendet wer-» fiea» wofür Abbe 4 ein Beispiel seigt* Die zu plastifiaierende Mass® wird in einem Behälter 27 sit Knetsehaufeln 28 bearbeitet* die sich gegenläufig bewegen,» Es kandelt sich dabei um eine für diesen Zweck bekannte Knetmaschine* bei der hier nur die wesentlichen Elemente dargestellt sinde In dem Boden der Knetmaschine? sweckmässig dort§ wo durch die Schaufelbewegung die Masse hinbewegt wird* ist ia einer

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öffnung das fepillarirgct 22 mit der Kammer 25 und der Membran 24 feat eingebaut» Bei diese® Plastifiaierungsgerät bringt die Schaukelbewegung eine periodische Druckschwankung mit sieh* welche Si© Ablesung am Manometer unter Umständen erechweren kanne Die«· BQT Bachteil kann durch eine Druckausgleichskammer 29 vermieden"; werden* Diese Kammer liegt is Zug der Kapillar© mxä ist nach ausaen durch beispielsweise swei elastische Membranen 30 und 31 abgeschlos« die geeignet sind* die Druckerhöhung infolge der Sehaufelbe»

aufzunehaen₉ so dass eine Mittelung dee auftretenden Bruokes entsteht» die am Manometer angeseilt wird? dieser mittlere Draek ist ein MaO for die Weichheit des?rerarbeitenden Materials«

16 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentansprüche

   1» Binrichtung zur Messung der Viskosität plastischer Stoffe© dadurch gekennzeichnet$ dass die MasB©₉ fieren Viskosität gemessen werden sollg siöh_f ZeB» in einer Mischmaschine ₉ in Bewegung !befindet und &&B iastorgan dos Messgerätes in die bewegte Masse eintauchtβ

   2# Einrichtung naofc Anspruch I₉ dadurch gekennzeichnet₉ dass das Sastorgan durch eine elastische Kraft gehalten und durch die bewegte lasse₉ je nach deren ?ißkoeität₈ aus der Ruhelage "verdrängt wird, wobei die Grüße der Auslenkung das laß für die Viskosität let·

   3® Einrichtung nach Anspruch 1§ gekennzeichnet durchweine durch Fremderregung schwingende Membrane vorsugBweise\jr&» Metall» auf äie die &u prüfende Mase@ dämpfend einwirkt@ wobei die GrrÖße der Dämpfung das Maß für die Tistosität ist_e

   4* Einrichtung nach Anaprueh 3_S gekennzeichnet durch eine Membran mit elektromagnetischer Erregung* ζ·Ε· nach Art eines Solenoids» üer&n Strom eich mit der Dämpfung ändert und angeseigt wirde

   5e liarichtimg aaoh Ansprach 3 oder 4-s dadurch gekennselehnet» daß die ZM prüfende Masse an der Membran mit einer Gescbwindigteeitskoaponent@g yorsageweise senkrecht sur Membran^ ¥ortoeigleitet_? wobei dies© Komponente grosser ist als die Spitzengeschwindigkeit der Membran@

   6e Einrichtung nach eines der .Ansprüche 3 - 5g dadurch gekennzeichnet* dass die Membran vorzugsweise in Schräglage einen RohrgyXi&der abschließt und mit Hilfe ©in@r Feder vorzugsweise über eine starre Verbindung mit dem Kern eines Solenoids verbunden ist» das mit niederfrequentem Wechselstrom erregt ist*

   7m Einrichtung nach Anspruch 6_g dadurch gekennzeichnet$ dass der Zug auf die Membran senkrecht wirkt«

   8» Einrichtung nach einem der Ansprüche 1, 3-7, dadurch gekennzeichnet» dasB die Membran mit ihrer Erregung eine bauliche Einheit bildets die an dem Gerät* welches das su prüfende Material plastifiziert, fest angeordnet ist«

   9s Einrichtung nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet* dass das Taßtelement bei Walzengeräten für die Plaetifiaierung oberhalb des lalsengerätes angeordnet ist_e

   10# Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2₈ dadurch gekennzeiehuet* dass das Sastelement aus einer %mbran besteht» die ein ICapillarrohr abschließt_β in welchem Quecksilber unter Druck eingeführt ist und an das ein Manometer angeschlossen ist,

   11# Einrichtung nach Anspruch 1Of dadurch gekennzeichnet» dass die Membran über eine Kammer mit dem Kapillarrohr verbunden ist*

   12* Einrichtung nach einem der Anspruch© 10 oder 11 ₉ dadurch gekennseieh net, dass das Kapillarrohr in dam Boden eines Gefäßes, in welchen die au prüfende Masse verarbeitet wird» ßo angeschlossen ist» daß die Masse bei dem Bearbeitungsvorgang auf die Membran einen Druck ausübt»

   15· Einrichtung nach Anspruch 12₉ dadurch gekennzeichnet» dasei bei periodisch schwankendem Arbeitsdruck* e«B» in Knetmaschinen^ zwirn sehen Membran und Manometer ein Druckausgleich in form einer Kammer vorgesehen ist» die sur Aufnahme von Brückstöße» eine oder mehrere elastische Membranen besitzt»

   14» Einrichtung nach Anspruch 1 oder Z₉ dadurch gekennzeichnet, daS das Taetelementg a_eB* in Form einer Kugel an einer Blattfeder oder dergleichen gelagert ist» die ihrerseits fest eingespannt ist,und mit diesem Eastelement ein Zeiger^ gegebenenfalls unter Zwischenschaltung einer übersetzung,verbunden ist» der gegenüber einer Skala spielte

   15» Hinrichtung nach einem der Ansprüche 1 - 14t dadurch gekennzeichnet* UaB die für die Anseige verwendeten Skalen in Graden für di© Weichheit bawe Plastizität geeicht Binde

   16« Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 «"15* dadurch gekennzeichnet» taBs mit dem Prüfgerät auf Weichheit ein femperaturBiesse^iSeB· Shermoelement/ so verbunden ist_s daß während des Prüfvorganges auch die Temperatur gemessen werden kann«