On using the weissenberg rheogoniometer to measure normal stresses in lubricating greases as examples of materials which have a yield stress

SummarySome years ago it was desired to measure normal stress components in viscometric flows of lubricating greases since it was thought that flow elasticity might be a relevant property in grease lubrication processes. An attempt at measurement was made with the cone-and-plate configuration of theWeissenberg rheogoniometer. Since greases are prone to fracture in this device the initial tests were carried out at very low rates of shear to avoid fracture. These tests revealed the existence of unusual effects which are ascribed to interactions between the instrument and the yield stress property. At high rates of shear it is possible to show the existence of normal stresses in greases but their measurement cannot be carried out accurately. Fracture and shear degradation occur; furthermore, the zero of the normal stress measurement is uncertain to within an amount proportional to the yield stress. Procedures for minimizing inaccuracies are discussed.ZusammenfassungVor einigen Jahren entstand der Wunsch, die Normalspannungskomponenten in Schichtenströmungen (Viskosimeterströmungen) bei Schmierfetten zu messen, da man vermutete, daß die Elastizität eine wichtige Eigenschaft beim Schmierprozeß darstellen würde. Es wurde daher der Versuch unternommen, solche Messungen mit einer Kegel-Platte-Einrichtung imWeissenberg-Rheogoniometer durchzuführen. Da Schmierfette bei dieser Anordnung zum Bruch neigen, wurden die ersten Versuche bei sehr niedrigen Schergeschwindigkeiten gefahren. Diese Versuche erwiesen die Existenz von ungewöhnlichen Effekten, die der Wechselwirkung zwischen dem Gerät und Fließspannungs-Eigenschaften zuzuschreiben sind. Bei hohen Schergeschwindigkeiten ist es möglich, die Existenz von Normalspannungen in Fetten nachzuweisen, aber diese Messungen können nur mit geringer Genauigkeit durchgeführt werden. Es treten Bruch- und Scherabbauerscheinungen auf. Außerdem ist der Nullpunkt der Normalspannungsmessung um einen Betrag ungenau, welcher der Fließspannung proportional ist. Verfahren zur Verkleinerung dieser Ungenauigkeiten werden diskutiert.