Entwicklung und Untersuchung eines Verfahrens zur Durchflussmessung nach dem Prinzip der Kalorimetrie für hochviskose Klebstoffe

Die Klebtechnik hat sich in den letzten Jahrzehnten zu einer der wichtigsten Fügetechniken für die Herstellung anspruchsvoller Massengüter entwickelt. Für die Integration klebtechnischer Prozesse in automatisierte Fertigungen ist der präzise maschinelle Klebstoffauftrag essentiell. Für die Dosierung in geregelten Dosieranlagen oder die permanente Überwachung des Klebstoffauftrags sind Messzellen notwendig, die den Klebstoffstrom online mit möglichst hoher Auflösung und minimaler Latenz in einen Messwert überführen. In dieser Arbeit wird das Messprinzip der thermischen Kalorimetrie auf die Massestrommessung hochviskoser Klebstoffen angewendet. Das Verfahren nutzt den Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit und konvektivem Wärmeübergang. In der Arbeit wird eine Messzelle entwickelt, die geeignet ist, in Dosieranlagen mit industrietypischen hochviskosen Klebstoffen zu arbeiten. Es wird mit Hilfe dieser Messzelle das Messprinzip unter Berücksichtigung der klebstoffspezifischen Fließeigenschaften untersucht. Das Verfahren wird mit unterschiedlichen Klebstoffen validiert und mit Hilfe nummerischer Methoden analysiert. In der Arbeit wird gezeigt, dass die Messung von Massenströmen in strukturviskosen Klebstoffen nach kalorimetrischen Verfahren grundsätzlich möglich ist. Es wird gezeigt, dass mit diesem Verfahren im Vergleich zu den bislang eingesetzten Messverfahren (Zahnradmesszelle, Coriolis-Verfahren) mit deutlich weniger Druckverlust und schnelleren Ansprechzeiten gemessen werden kann. Mit justierten Sensoren sind Messungen mit hoher Genauigkeit möglich.