DE3922835A1 - Verfahren zur messung der fliesseigenschaften von fliessfaehigen medien - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Messen der Fließeigenschaften von fließfähigen Medien, z.B. Flüssigkeiten, Schmelzen und viskosen Massen, insbesondere aus Kunststoff, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Das Messen der Fließeigenschaften, z.B. von Kunststoffen, ist bei der Herstellung von Kunststoffen erforderlich, um bei Auftreten von Mängeln im Kunststoff den Fabrikationsprozeß so früh wie möglich korrigieren zu kön­ nen. Bei dieser Messung wird der sogenannte Schmelzindex als Charakteristi­ kum der Fließeigenschaft ermittelt. Außerdem sind solche Messungen bei der Verarbeitung von Kunststoffen üblich, wem es sich darum handelt, die Fließeigenschaften unter besonderen Verarbeitungsbedingungen, z.B. ver­ schiedenen Schergeschwindigkeiten, festzustellen, die dann für verschiedene Werte der Schergeschwindigkeit in einer Kurve (Fließkurve) dargestellt werden.

Gemäß DIN 53 735 ist man zur Feststellung des Schmelzindexes bisher so vorgegangen, daß eine Meßprobe des betreffenden Kunststoffs, die einem hin­ sichtlich seines Inhalts gekennzeichneten Probenbehälter entnommen wird, in einem Meßzylinder aufgeschmolzen und aus diesem mittels eines Druckkolbens durch eine Düse ausgepreßt wird. Der Meßzylinder ist für diesen Zweck beheizt und wird bei einer bestimmten Temperatur gehalten, die dann die erschmolzene Meßprobe ebenfalls annimmt. Beim Auspressen des erschmol­ zenen Kunststoffs wird dann durch Messung des Kolbenweges und der dabei verstrichenen Verschiebungszeit die Kolbengeschwindigkeit ermittelt. Aus der Kolbengeschwindigkeit läßt sich zusammen mit dem Kolbenquerschnitt und der bekannten Dichte des Kunststoffs der Meßprobe der volumetrische Durchsatz oder der Massendurchsatz des Schmelzindex errechnen. Anstelle der Ent­ nahme der Meßprobe aus einem Probenbehälter kann man diese auch direkt aus einer Produktionslinie der betreffenden Meßapparatur zuführen.

Es ist darüberhinaus aus DIN 54811 bekannt, zusätzlich zur Messung des Kolbenweges und der Verschiebungszeit den jenseits vor der Düse herrschen­ den Druck zu messen, da sich mit diesem die unmittelbar vor der Düse herrschenden Verhältnise genau ermitteln lassen, mit denen sich die Fließ­ eigenschaften des betreffenden Kunststoffs als Fließkurve darstellen lassen.

Bei der Herstellung insbesondere von Kunststoffen ist es von großer wirt­ schaftlicher Bedeutung, daß aus der jeweiligen gegebenenfalls kontinuierlichen Kunststoffproduktion ständig Meßproben entnommen werden können, von denen dann auch schnell der jeweilige Schmelzindex ermittelt werden kann, um zu vermeiden, daß größere Mengen der Kunststoffproduktion von unzurei­ chender Qualität sind. Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, womit ständig und weitgehend automatisiert Meßproben, und zwar sowohl für die Bestimmung des Schmelzindexes als auch der Fließkurve von Kunststoffen, einer Messung unterzogen werden können, bei der Einflüsse durch die Bedienungspersonen praktisch ausgeschlossen sind.

Erfindungsgemäß geschieht dies dadurch, daß eine Probenkennzeichnung des Probenbehälters einem Rechner eingegeben und in diesem abgespeichert wird, der eine den Meßzylinder tranportierende Fördereinrichtung und Behandlungs­ vorichtungen schrittweise derart steuert, daß ein in einer Beschickungsstation bereitstehender Meßzylinder mit der Meßprobe durch eine Füllvorrichtung befüllt wird, daraufhin dieser Meßzylinder in eine Meßstation gefördert wird, in der Druckkolben verschoben und aus dabei ermittelten Mepgrößen (z. B. Verschiebungstrecke, Verschiebungszeit, Druck vor der Düse) ein Meßer­ gebnis vom Rechner ermittelt wird, der danach die Fördereinrichtung zum Transport des Meßzylinders in eine Reinigungsstation fortschaltet und nach Reinigung durch eine Reinigungsvorrichtung in einem weiteren Transport­ schritt in die Beschickungsstation zur erneuten Beschickung weiterschaltet, wobei der Rechner die ihm übermittelte Probenkennzeichnung mit dem Meßergebnis kombiniert und als der Probe zugeordnete Fließeigenschaft ausgibt.

Durch die sinnvolle Kombination von Fördereinrichtung und Rechner, der aus den ihm übermittelten Meßgrößen ein Meßergebnis ermittelt, ergibt sich mit der Rechner gesteuerten Fördereinrichtung einschließlich der Reinigung des jeweils benutzten Meßzylinders ein automatischer Verfahrensablauf, bei dem, ausgehend von der dem Rechner eingegebene Materialkennzeichung einer Ausgabe vom Rechner erfolgt, die direkt entweder den Schmelzindex oder die Fließkurve angibt. Auf diese Weise können einem kontinuierlich laufenden Produktionsprozeß ständig in ausreichend kurzen zeitlichen Abständen ent­ nommene Meßproben automatisch verarbeitet werden, so daß sich über die Ausgabe des Rechners eine praktisch kontinuierliche Überwachung des Produktionsprozesses ergibt.

Um nach außen kenntlich zu machen, welche Art bzw. von welchen Material die in einem Probenbehälter enthaltene Meßprobe ist, wird der Probenbehäl­ ter hinsichlich seines Inhalts entsprechend gekennzeichnet. Handelt es sich um eine von einer Bedienungsperson direkt lesbare Kennzeichnung, dann kann diese Kennzeichnung von der Bedienungsperson in den Rechner z.B. über eine Tastatur eingegeben werden. Es ist aber auch möglich, hierfür eine digitale Kennzeichnung, z.B. einen sogenannten BAR-Code, zu verwenden und in diesem Falle wird zweckmäßig vor der Beschickungstation mittels eines Lesegerätes die digitale Materialkennzeichnung des Probenbehälters gelesen und dem Rechner eingegeben.

Es ist auch möglich, die Meßprobe aus einer Produktionslinie zu entnehmen und über eine Zuleitung der Beschickungsstation zuzuführen.

Damit das Verfahren unter voller Ausnutzung der Fördereinrichtung ablaufen kann, wird in jeder Station (Beschickungsstation, Meßstation, Reinigungs­ station) jeweils ein Meßzylinder zu jeweiligen Behandlung bereitgestellt. Es kann dann in jeder Station an einem vorhandenen Meßzylinder auch die jeweils in der Station erforderlichen Bearbeitung durchgeführt werden.

Nach Behandlung eines bestimmten Meßzylinders in der Reinignungstation führt die Fördereinrichtung zweckmäßig diesen Meßzylinder in die Be­ schickungsstation gegen die vorherige Förderrichtung zurück. Hierduch wird erreicht, daß die Fördereinrichtung gewissermaßen eine Hin- und Herbewe­ gung, gegebenenfalls auf einer Kreisbahn, durchführt, was zur Folge hat, daß zu den Meßzylindern geführte elektrische Anschlüsse nicht über Schleifkon­ takte geführt werden müßen, da sie lediglich aufgrund einer ihnen gegebenen Flexibilität dieser Hin- und Herbewegung zu folgen haben.

Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ge­ staltet man zweckmäßig so, daß die Fördereinrichtung als die einzelnen Stationen durchlaufende Aneinanderreihung von einzelnen Trägern jeweils für einen Meßzylinder ausgebildet ist. Jeder Träger transportiert dann einen ihm zugeordneten Meßzylinder. Eine besondere Art dieser Aneinanderreihung stellt ein Karusell da, zu dem die einzelnen Träger zusammengefaßt werden können, das von einem vom dem Rechner gesteuerten Stellgerät schrittweise verdreht wird.

Zur Erkennung der jeweiligen Kennzeichnung eines Probenbehälters wird zweckmäßig der Beschickungsstation das Lesegerät und ein Speicher für die Probenbehälter vorgeordnet, aus dem vom Rechner gesteuert jeweils ein Probenbehälter entnehmbar ist. Zwischen dem Speicher und dem der Be­ schickungsstation zugeordneten Träger ist dann eine Übergabevorrichtung zugeordnet, die unter Vorbeiführen am Lesegerät jedes dem Speicher ent­ nommene Probe zu dem Träger überführt.

In den Figuren ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen

Fig. 1 in schematischer Darstellung die für den Verfahrensablauf erforderlichen Organe, nämlich insbesondere die Förderein­ richtung und der Rechner sowie die erforderlichen Steuer­ leitungen,

Fig. 2 eine Draufsicht auf die gesamte Vorrichtung mit Förderein­ richtung und Speicher für die bereitgehaltenen Meßzylinder,

Fig. 3a und 3b die Speichereinrichtung mit ihren Überführungsorganen,

Fig. 4 eine Einrichtung zum Beschicken eines Meßzylinder entweder aus einem Probenbehälter oder aus einer von einer Produktionlinie abzweigenden Zuleitung,

Fig. 5a bis 5c die Einrichtung zum Durchdrücken der Meßprobe durch einen Meßzylinder,

Fig. 6 einen Meßzylinder in der Reinigungsstation,

Fig. 7 die Arbeitsweise in der Reinigungsstation,

Fig. 8a und 8b eine Einrichtung zum Einsetzen einer neuen Düse.

Anhand der Fig. 1, die schematisch den Zusammenhang der bei dem Verfah­ ren zusammenwirkenden Organe zeigt, sei nunmehr dieses Verfahren erläu­ tert.

Dargestellt ist die Fördereinrichtung 1, die als Karusell um ihren Mittelpunkt gedreht wird. Die Fördereinrichtung 1 trägt 3 Meßzylinder 2, 3 und 4, die jeweils in 3 Stationen transportiert werden können nämlich die Beschickungs­ station, die Meßstation und die Reinigungsstation. In der Beschickungsstation erfolgt das Befüllen des Meßzylinders 2 mit einer Meßprobe, daß im einzelnen in Fig. 4 gezeigt ist. In der Meßstation werden die Meßgrößen Verschie­ bungstrecke, Verschiebungszeit und gegebenenfalls Druck vor einer Düse gemessen werden. In der Reinigungsstation wird der dort befindliche Meßzy­ linder 4, der vorher gerade die Meßstation durchlaufen hatte, gereinigt. Die Meßstation ist im einzelnen in den Fig. 5a bis c und die Reinigungs­ station in den Fig. 6, 7 und 8 dargestellt.

Die hier als Karusell ausgebildete Fördereinrichtung 1 wird mittels dem Stellgerät 5 verdreht, bei dem es sich um ein von einem Motor angetriebenes Zahnrad handelt, daß in eine entsprechende Verzahnung an der Peripherie der Fördereinrichtung eingreift. Für den Ablauf eines vollständigen Ver­ fahrenszyklus wird, ausgehend von dem beschicken in der Beschickungsstation der dort befindliche Meßzylinder 2 durch entsprechendes Verdrehen der Fördereinrichtung 1 in die Meßstation gefördert, in der dann die Ermittlung der vorstehend genannten Meßgrößen vorgenommen wird, woraufhin die Fördereinrichtung weitergedreht wird, bis sich der in der Meßstation be­ findliche Meßzylinder (gemäß Fig. 1 der Meßzylinder 3) in die Reinigungs­ station bewegt hat (hier Meßzylinder 4), in der dann die Reinigung des Meßzylinders durchgeführt wird, damit dieser für eine neue Beschickung gereinigt zur Verfügung steht. Um den betreffenden Meßzylinder (hier Meßzylinder 4) aus der Reinigungsstation in die Beschickungsstation zu über­ führen, wird die Fördereinrichtung 1 nunmehr in entgegengesetzter Dreh­ richtung zurückgedreht, bis der in der Reiniungsstation befindliche Meß­ zylinder in die Beschickungsstation gelangt ist. Es handelt sich bei dem Ablauf eines Zyklus des Verfahrens und die Überführung in Anfangstellung also um eine Art Hin- und Herbewegung, dargestellt durch die Doppelpfeile im Stellgerät 5 und neben diesem, wodurch erreicht wird, daß mit den einzelnen Meßzylinder 2, 3 und 4 in Verbindung stehende elektrische Lei­ tungen nicht über Schleifkontakte geführt werden müssen. Es ist natürlich auch möglich, einen vollständigen Zyklus und den Übergang in die Ausgangs­ position in nur einer Drehrichtung zu vollziehen, wobei für den letzten Schritt, nämlich die Überführung in die Ausgangsposition, nur der Drehwinkel zu durchlaufen ist, der für den Übergang von der Beschickungsstation zur Meßstation bzw. von der Meßstation zur Reinugungsstation erforderlich ist. In diesem Falle wären jedoch die vorstehend erwähnten Schleifkontakte er­ forderlich, die unter Umständen zu einer unerwünschten Störanfälligkeit führen können.

Das Stellgerät 5 wird über die Steuerleitung 6 von der in einem Rechner 7 befindlichen Steuerung 8 gesteuert, und zwar schrittweise in dem vorstehend dargelegten Sinne, wobei die Steuerung 8 jeweils dann einen Befehl zur Verstellung des Stellgerätes 5 liefert, wenn von den 3 Stationen über die Signalleitungen 9, 10 und 11 der Steuerung mitgeteilt worden ist, daß die betreffende Funktion in jeder der 3 Stationen abgeschlossen ist. Über diese Signalleitungen erhalten die 3 Stationen außerdem ihre Befehle zum Ausfüh­ ren der jeweiligen Funktion von der Meßstation werden darüberhinaus über die Meßleitung 12 die in der Meßstation ermittelten Meßwerte zu der im Rechner 7 befindlichen Meßwerterfassung 13 übertragen. Schließlich sind noch die Heiz-Regelungsleitungen 14, 15 und 16 vorgesehen, die ihre Befehle von der Steuerung 8 erhalten, wodurch dafür gesorgt wird, daß die 3 Meßzylinder 2, 3 und 4 jeweils auf einem bestimmten Temperaturniveau gehalten werden, bei dem z.B. ein von dem Meßzylindern mitgeführter Kunststoff im Schmelzezustand gehalten wird. Die Heizung der drei Meßzylinder 2, 3 und 4 erfolgt durch diese umgebende Heizmanschetten 17.

Die von der Meßwerterfassung 13 aufgenommenen Meßgrößen werden in der im Rechner 7 befindlichen Auswertung 18 in ein Meßergebnis umgesetzt, das den Schmelzindex oder Punkte einer Fließkurve darstellen kann. Dieses von der Auswertung 18 ermittelte Meßergebnis wird dann mit der Kennzeichung 23 der Meßprobe zu dem Monitor 19 bzw. dem Drucker 20 überführt, so daß das Meßergebnis direkt am Monitor 19 abgelesen und vom Drucker 20 festge­ halten werden kann. Die Ermittlung der Materialkennzeichnung der be­ treffenden Meßprobe kann gemäß Fig. 1 mittels des Lesegerätes 21 erfolgen, das in bekannter Weise eine am Probenbehälter 22 angebrachte Digitalkenn­ zeichung 23 liest und die gelesene Kennzeichnung in digitaler Form der Auswertung 18 zuführt. Die Auswertung 18 überträgt dann zusammen mit dem von ihm ermittelten Meßergebnis auf dem Monitor 19 bzw. Drucker 20 auch die betreffende Materialkennzeichnung. Die in der Fig. 1 dargestellte Anordung läßt es aber auch zu, die jeweilige Materialkennzeichnung über die Tastatur 24 einzugeben.

Fig. 2 zeigt die nach dem vorstehend geschriebenen Verfahren arbeitende Vorrichtung in Draufsicht, allerdings ohne den Rechner 7. Dargestellt ist die auf dem Grundgestell 25 montierte Fördereinrichtung 1, die die drei Meßzylinder 2, 3 und 4 trägt. Auf dem Grundgestell 25 ist der Speicher 26 für eine Anzahl von Probenbehälter 22 vorgesehen, die anhand der Fig. 3a und 3b näher beschrieben, zum Beschicken der Beschickungsstation 2 einzeln erfaßt und in den in der Beschickungsstation befindlichen Meßzylinder 2 umgeleert werden können. Der Speicher 26 ist hierzu mit dem Greifer 27 versehen, der einen geöffneten Probenbehälter 28 erfaßt, verschwenkt und dabei in die Rutsche 29 ausleert. Dabei gelangt die betreffende Materialprobe aus der Rutsche 29 in den Schacht 30, von dem aus dann in einer der Fig. 4 beschriebener Weise die Befüllung des Meßzylinders 2 erfolgt. Dabei wird eine in der Fig. 4 mehr im einzelnen dargestellte Dosiervorrichtung 31 mitbenutzt.

Es sei noch darauf hingewiesen, daß dem jeweils von dem Greifer 27 er­ faßten Probenbehälter 28 vorher die Kappe 32 durch irgendeine bekannte Vorrichtung abgenommen worden war. Da diese Vorrichtung mit der hier beschriebenen Erfindung nichts zu tun hat, wird hierauf in diesem Zusam­ menhang nicht näher eingegangen. In der Fig. 2 ist noch der Abfallbehälter 33 vorgesehen, der unterhalb des Meßzylinders 3 angeordnet ist und der aus dem Meßzylinder 3 herausgedrucktes Probenmaterial auffängt.

Anhand der Fig. 3a und 3b sei nunmehr der Speicher 26 näher beschrie­ ben. Dabei zeigt Fig. 3a einen Speicherschacht aus der Mehrzahl der in Fig. 3b dargestellten Speicherschächte. In jedem Speicherschacht 34 sind jeweils mehrere Probenbehälter 22 übereinanderliegend eingelegt, die am unteren Ende jedes Speicherschachtes durch eine Zinke 35 eines Rechens 36 gehalten werden. Am unteren Ende jedes Speicherschachtes 34 ist außerdem der Klemmstößel 37 vorgesehen, der durch Druck auf die Kappe 32 des betreffenden Probenbehälters 22 dafür sorgt, daß der betreffende Proben­ behälter auch dann nicht aus dem Speicherschacht 34 nach unter heraus­ gleiten kann, wenn der Rechen 36 seitlich in eine Öffnungsstellung ver­ schoben ist. Für die Abnahme eines Probenbehälters 22 aus dem Speicher ist folgender Funktionsablauf vorgesehen. Beim Befüllen der Speicherschicht 34 mit einzelnen Probenbehältern 22 befindet sich der Rechen 36 in den Fig. 3a und 3b dargestellten Lage, in der die Zinken 35 den jeweils untersten Probenbehälter 22 festhalten. Zur Abgabe eines Probenbehälters (siehe Probenbehälter 38 in Fig. 3b) werden die auf die untersten Probenbehälter in den Speicherschichten 34 wirkenden Klemmstößel 37 ausgefahren und klemmen somit alle untersten Probenbehälter fest, woraufhin der Rechen 36 in seiner Öffnungsstellung (Verschiebung nach links in Fig. 3b) verfahren wird. Es wird dann derjenige Klemmstößel 37 gelöst, der dem abzugebenen Probenbehälter (Probenbehälter in Fig. 3b) zugeordnet ist. Sämtliche anderen untersten Probenbehälter bleiben in ihrer geklemmten Lage fest­ gehalten. Nach Abgabe des Probenbehälters 38 kann dann der Rechen 36 wieder in diese Fig. 3b dargestellte Lage zurückgefahren werden, in der er die Speicher 34 nach unten abschließt.

Der in Fig. 3b dargestellte Probenbehälter 38 wird von der von dem Schlit­ ten 39 getragenen Auffangvorrichtung 40 aufgefangen, die im wesentlichen aus zwei Backen 41 besteht, zwischen denen der Probenbehälter 42 zu liegen kommt. Damit nun durch den aufgefangenen Probenbehälter 42 bei gelöstem Klemmstößel 37 (siehe Fig. 3a) die darüber befindlichen Probenbehälter nicht nachrutschen können, ist in der Auffangvorrichtung 40 Hebelstößel 43 vorgesehen, der in der Auffangstellung soweit angehoben ist (nicht darge­ stellt), daß ein aufgefangener Probenbehälter den darüber befindlichen Probenbehälter in der Lage hält, wie die untersten Probenbehälter in den Speicherschichten 34 in Fig. 3 und 3b dargestellt sind. Nach Auffang des Probenbehälters 42 wird dann der Hebelstößel 43 in die in der Fig. 3b Lage abgesenkt. Es wird dann der Schlitten 39 in die in Fig. 3b links dargestellte Position verfahren, in der der betreffende Probenbehälter 44 von der Seite her durch den Greifer 27 erfaßt werden kann. Der Greifer 27 greift dabei durch nicht dargestellte Zwischenräume zwischen den Backen 41 hindurch. Bei dem Greifer 27 handelt es sich um einen solchen einer bekannten soge­ nannten Handlingvorrichtung, mit der in bekannter Weise Gegenstände ergriffen fortbewegt, gedreht und gewendet werden können. Durch die links neben den Backen 41 und dem Greifer 27 eingezeichnete Doppelpfeile wird angedeutet, wie sich der Greifer 27 nicht bewegt.

In der Fig. 4 ist das Beschicken des Meßzylinders 2 aus den Probenbehälter 28 dargestellt. Der Probenbehälter 28 wird durch den hier nicht dargestellten Greifer 27 der Handlingvorrichtung 45 so gekippt, daß sein Inhalt über die Rutsche 29 in den Schacht 30 fällt, bis eine Stillstandsüberwachung 46 anzeigt, daß ihr Niveau im Schacht 30 erreicht ist. Dabei füllt sich auch eine Ausnehmung 47 unterhalb des Füllschachtes 30, die sich in dem Dosierschie­ ber 48 befindet. Der Dosierschieber 48 wird dann aus der gezeichneten Stellung nach links verschoben, bis sich die Ausnehmung 47 über dem Einfüllrohr 49 befindet. Den Zugang zum Einfüllrohr 49 ermöglicht die Ausnehmung 50 in dem Sperrschieber 51. Auf diese Weise wird der Meß­ zylinder 2 mit einer definierten Menge der Meßprobe erfüllt. Um den Rest des Probenmaterials in Schacht 30 entfernen zu können, werden der Dosier­ schieber 48 in die gezeichnete Stellung und der Sperrschieber 51 aus der gezeichneten Stellung in eine nicht gezeichnete rückwärtige Stellung ver­ schoben, in der die beiden Ausnehmungen 47 und 50 miteinander fluchten, und zwar unterhalb des Schachtes 30, so daß das im Schacht 30 befindliche Material über den Auslauf 52 in den Probenbehälter 28′ gelangt, der aus seiner vorher erläuterten Lage (Bezugszeichen 28) inzwischen in die Lage gemäß Bezugszeichen 28′ überführt worden ist, wo er dem Auslauf 52 nachge­ ordnet ist. Auf diese Weise wird der Rest des Probenmaterials aufgefangen und kann gegebenenfalls wieder zur Durchführung einer weiteren Prüfung verwendet werden.

Oberhalb der Rutsche 29 ist noch die Zuleitung 53 vorgesehen, aus der Probenmaterial direkt von einer Produktionslinie abgenommen und der Rutsche 29 zugeführt wird. Damit nach der vorstehend beschriebenen Befül­ lung des Meßzylinders 2 dessen Druckkolben 54 ungehindert durch das Einfüllrohr abgesenkt und in den Meßzylinder 2 eingeführt werden kann, ist das Einfüllrohr drehbar angeordnet und kann gemäß dem eingezeichneten Doppelpfeil also von der Öffnung des Meßzylinders 2 weggedreht und für die Füllung wieder zu diesem hingedreht werden.

Anhand der Fig. 5a, b und c sei nunmehr der Vorgang des Auspressens einer Meßprobe aus den in der Meßstation befindlichen Meßzylinders 3 beschrieben.

Gemäß Fig. 5a sind in der als Karusell ausgebildeten Fördereinrichtung 1 die beiden Meßzylinder 2 und 3 eingehängt, wozu die als Drehplatte ausge­ bildete Fördereinrichtung 1 mit entsprechenden Öffnungen versehen ist, die die Träger 55 in der Fördereinrichtung bilden. Die Fördereinrichtung 1 ist auf der drehbar angeordneten Achse 56 gelagert. Die Verdrehung der Förder­ einrichtung 1 erfolgt, wie oben anhand der Fig. 1 beschrieben, mittels des Stellgerätes 5.

Oberhalb des in der Meßstation befindlichen Meßzylinders 3 ist die Vorschub­ einheit 57 angeordnet, mit der der Druckkolben 54 in der Bohrung des Meßzylinders 3 vorwärts gedrückt und aus dieser wieder herausgezogen wird.

Der Druckkolben 54 sitzt mit seinem oberen Ende in der Aufnahme 63 einer geführten Stange 90, die an ihrem oberen Ende den Teller 58 besitzt, der zur Ermöglichung einer unabhängigen Bewegung zwischen der Vorschubeinheit 57 und dem Druckkolben 54 in einer axialen Ausnehmung 59 des Stößels 60 der Vorschubeinrichtung 57 angebracht ist. Um eine definierte Kraft auf den Druckstempel 54 aufbringen zu können, ist es möglich, die Gewichtsscheiben 66 bis 67 durch Verschwenken der Auflage 91 an die Stange 90 anzuhängen (Fig. 5b). Nach Befüllung des Meßzylinders 3 wird der Stößel 60 abgesenkt, wobei der Druckkolben 54 in die Bohrung des Zylinders 3 gelangt. Bei diesem Vorgang liegt der Teller 58 am Anschlag 61 an. Wenn die Stirnfläche des Druckkolbens 54 die Oberfläche des in den Meßzylinder 3 eingeführte Pro­ benmaterial 92 erreicht, verschiebt sich der Teller 58, bis er am rückwärtigen Anschlag 62 zu liegen kommt (Fig. 5a). Beim weiteren Absenken des Stößels 60 der Vorschubeinheit 57 wird dann Probenmaterial 92 aus der Düse 93 gepreßt. Mit Erreichen des Indikators 64 wird der Beginn der Meßstrecke signalisiert und die Vorschubeinheit 57 abgeschaltet. Nunmehr sinkt der Druckstempel 54 nur noch unter der Wirkung der der Stange 90 angehängten Gewichte 66 bis 67 ab. Der Teller 58 kann sich in der axialen Ausnehmung 59 des Stößels 60 frei nach unten bewegen. Bei diesem Absenken wird außerdem die Schubstange 68 eines Wegaufnehmers 69 mitgenommen, der in Bezug auf den Druckkolben 54 ein entsprechendes Wegsignal kontinuierlich abgibt. Erreicht der Teller 58 den Indikator 65, so wird die Messung beendet.

Durch Einziehen des Stößels 60 in die Vorschubeinheit 57 wird dann schließ­ lich der Teller 58 über den Anschlag 61 und damit auch der Druckkolben 54 hochgezogen (Fig. 5c) und gelangt somit außer Kontakt zu dem Meßzylinder 3, so daß dieser in die Reinigungsstation überführt werden kann.

Fig. 6 zeigt den in der Reinigungsstation befindlichen Meßzylinder 4, dem hier durch einen in dieser Station angeordneten Reinigungsstößel 70 die am unteren Ende der Bohrung des Meßzylinders 4 befindlichen Düse 71 heraus­ gedrückt wird. Die Düse 71 stützt sich normalerweise gegen das Verriege­ lungsstück 72 ab, das von dem Stellzylinder 73 entsprechend verschoben wird. Zum Herausdrücken der Düse 71 wird das Verriegelungsstück 72 zurückgezo­ gen.

Fig. 7 zeigt die Reinigung der Bohrung 77 des Meßzylinders 4 von irgend­ welchen Rückständen aus den vorangegangen Messung. Hierzu wird der in Fig. 6 dargestellte Stößel 70 verwendet, der eine Filzkugel durch die Boh­ rung 77 hindurchdrückt. Einzelne Filzkugeln sind in dem Magazin 85 hinter­ einander gelagert und werden mittels der Vereinzelungsvorrichtung 86 jeweils vor die obere Öffnung der Bohrung 77 gebracht, von wo aus jeweils eine Filzkugel 87 von dem Stößel 70 durch die Bohrung 77 hindurchgedrückt wird. Dabei verbrauchte Filzkugeln 88 fallen dann in den Auffangbehälter 89.

Damit ist der Meßzylinder 4 frei für die Aufnahme einer neuen, sauberen Düse.

Das Einsetzen einer neuen Düse in der Reinigungsstation ist in den Fig. 8a und 8b dargestellt. Eine neue Düse 47 wird mittels eines Dorns, der in die Düsenbohrung hineinragt, aufgefädelt und vom dem Stellzylinder 67 von unter her in die Bohrung 77 des Meßzylinder 4 eingedrückt. Die Bohrung 77 weist hierzu an ihrem unteren Ende ein sich konisch erweiterndes Einfügung­ stück 78 auf. Für die Einführung der neuen Düse 74 ist das Verriegelungs­ stück 72 entsprechend zurückgezogen, das nach Einsetzen der Düse 74 wieder vorgeschoben wird.

Die Aufnahme eine neuen Düse 74 erfolgt aus dem Magazin 79, in dem neue, saubere Düsen bevorratet sind und auf den Dorn 75 des Stellzylinders 76 aufgefädelt werden können. Das Ende des Magazins 79 ist hierfür durch eine bekannte Vereinzelungseinrichung 80 abgeschlossen. Nach Aufnahme einer neuen Düse auf dem Dorn 75 wird der Stellzylinder 76 um die Achse 81 verdreht, wodurch der Stellzylinder 76 mit dem Dorn 75 genau unter die Bohrung 77 des Meßzylinders 4 zu liegen kommt. Zu diesem Zweck ist der Stellzylinder 76 über dem Arm 82 auf dem Drehlager 83 gelagert, das auf die Achse 81 sitzt.

Damit ist die Reinigung des Meßzylinders und seine Ausstattung mit einer neuen Düse abgeschlossen und er kann dann, wie oben beschrieben, in die Beschickungsstation zurückgeführt werden.

Claims (9)

1. Verfahren zum Messen der Fließeigenschaften von fließfähigen Medien, z.B. Flüssigkeiten, Schmelzen und viskosen Massen, insbesondere aus Kunststoff, bei dem eine Meßprobe des Mediums in einen auf einer be­ stimmten Temperatur gehaltenen Meßzylinder (2, 3, 4) eingebracht und aus diesem mittels eines Druckkolbens (54) durch eine Düse (93) ausgepreßt wird, wobei durch Messung von Meßgrößen die Fließeigenschaft der betreffenden Meßprobe ermittelt wird, dadurch gekennzeichnet, daß eine Materialkennzeichnung (23) der Meßprobe einem Rechner (7) eingegeben und in diesem abgespeichert wird, der eine den Meßzylinder (2, 3, 4) transportierende Fördereinrichtung (1) und Behandlungsvorrichtungen (17) schrittweise derart steuert, daß ein in einer Beschickungsstation (17) bereitstehender Meßzylinder (2) mit der Meßprobe durch eine Füllvor­ richtung (29, 30; 48, 50, 51) befüllt wird, daraufhin dieser Meßzylinder (2) in eine Meßstation (17) gefördert wird, in der der Druckkolben (54) ver­ schoben und aus dabei ermittelten Meßgrößen (z.B. Verschiebungstrecke, Verschiebungszeit, Druck vor der Düse) ein Meßergebnis vom Rechner (7) ermittelt wird, der danach die Fördereinrichtung (1) zum Transport des Meßzylinders (2/3) in eine Reinigungsstation (17) fortschaltet und nach Reinigung durch eine Reinigungsvorrichtung (70, 77) in einem weiteren Transportschritt in die Beschickungsstation (17) zur erneuten Beschickung weiterschaltet, wobei der Rechner (7) die ihm übermittelte Materialkenn­ zeichnung (23) mit dem Meßergebnis kombiniert und als der Probe zu­ geordnete Fließeigenschaft ausgibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßprobe in einem hinsichtlich ihres Inhalts gekennzeichneten Probenbehälter (22) der Beschickungsstation (17) zugeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeicht, daß vor der Be­ schickungsstation (17) mittels eines Lesegerätes (21) eine digitale Ma­ terialkennzeichnung (23) des Probenbehälters (22) gelesen und dem Rechner (7) eingegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßprobe aus einer Produktionslinie entnommen und über eine Zuleitung (53) der Beschickungsstation (17) zugeführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß in jeder Station (17, Beschickungsstation, Meßstation, Reinigungs­ station) jeweils ein Meßzylinder (2, 3, 4) zu jeweiligen Behandlung bereit steht.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (1) nach Behandlung eines bestimmten Meß­ zylinders (2, 3, 4) in der Reinigungsstation (17) diesen Meßzylinder (4) in die Beschickungsstation (17) gegen die vorherige Förderrichtung zurück­ führt.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Fördereinrichtung (1) als die einzelnen Stationen (17) durchlaufende Aneinanderreihung von einzelnen Trägern jeweils für einen Meßzylinder (2, 3, 4) ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Träger nach Art eines Karusells (1) zusammengefaßt sind, das von einem vom Rechner (7) gesteuerten Stellgerät (5) schrittweise verdreht wird.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Beschickungsstation (17) das Lesegerät (21) und ein Speicher (26) für die Probenbehälter (22) vorgeordnet ist, aus dem vom Rechner (7) gesteuert jeweils ein Probenbehälter (22) entnehmbar ist, und daß zwischen dem Speicher (26) und dem der Beschickungsstation (17) zugeordneten Träger eine Übergabevorrichtung (27, 29) zugeordnet ist, die unter Vorbeiführen am Lesegerät (21) jede dem Speicher (26) entnommene Probe zu dem Träger überführt.