DE102015117134B3

DE102015117134B3 - Temperierkammer einer Belastungseinrichtung wie einer Säulenmaterialprüfmaschine sowie Verfahren zum Betrieb einer solchen Temperierkammer mit einem Element für eine Hintergrundbeleuchtung

Info

Publication number: DE102015117134B3
Application number: DE102015117134.1A
Authority: DE
Inventors: Thomas Dieker
Original assignee: Zwick GmbH and Co KG
Current assignee: Zwickroell GmbH and Co KG
Priority date: 2015-10-07
Filing date: 2015-10-07
Publication date: 2017-03-30
Anticipated expiration: 2035-10-08

Abstract

Die vorliegende Erfindung behandelt eine Temperierkammer, die zusammen mit einer Belastungseinrichtung, wie z. B. einer Materialprüfmaschine des Typs Säulenmaterialprüfmaschine, eine Material- und/oder Bauteil-Probe einfassen kann, es kann auch gesagt werden umschließen kann, wodurch eine optische Messerfassung der Änderungen der Material- und/oder Bauteil-Probe unter ausgewählten thermischen und/oder atmosphärischen Umgebungsbedingungen gemessen werden kann. Dank eines günstig gestalteten Hintergrundbeleuchtungselements ist es möglich, eine äußerst platzsparende Temperierkammer zu realisieren.

Description

Die vorliegende Erfindung behandelt eine Temperierkammer, die zusammen mit einer Belastungseinrichtung, wie z. B. einer Materialprüfmaschine des Typs Säulenmaterialprüfmaschine, eine Material- und/oder Bauteil-Probe einfassen kann, es kann auch gesagt werden umschließen kann, wodurch eine optische Messerfassung der Änderungen der Material- und/oder Bauteil-Probe unter ausgewählten thermischen und/oder atmosphärischen Umgebungsbedingungen gemessen werden kann. Die vorliegende Erfindung behandelt darüber hinaus ein günstiges Betriebsverfahren einer entsprechenden Temperierkammer, insbesondere einer Temperierkammer mit einem Element für eine Hintergrundbeleuchtung, die Teil eines optischen Messsystems ist. Die vorliegende Erfindung behandelt eine gattungsbildende Temperierkammer nach Anspruch 1 und ein Verfahren zur Erzeugung einer Hintergrundbeleuchtung einer Probe in einer Temperierkammer nach Anspruch 13.
Technisches Gebiet
Belastungsversuche an Material- oder Bauteil-Proben, bei denen z. B. Belastungen durch Zug, Druck und/oder Biegung auf eine Material-Probe oder eine Bauteil-Probe ausgeübt werden, sollen Auskunft über Materialeigenschaften, z. B. über die Festigkeit, über die Standzeiten, über die Lebensdauer und zu ähnlichen Fragestellungen, geben. Hierbei interessiert auch das Verhalten der Material-Probe oder der Bauteil-Probe unter besonderen klimatischen und/oder atmosphärischen Bedingungen, wie z. B. bei extrem niedrigen Temperaturen oder bei besonders hohen Temperaturen. Zur Durchführung solcher Belastungsversuche an Material-Proben und/oder Bauteil-Proben werden die Proben gerne in Klima- bzw. Temperierkammern platziert, in deren Inneren auch die Kräfte für den Belastungsversuch ausgeübt werden können.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Messung bezüglich der Materialänderung anhand eines optischen Messverfahrens, d. h. insbesondere berührungslos, erhoben bzw. durchgeführt werden kann. Nutzer von Material- und/oder Bauteil-Proben-Versuchseinrichtungen wünschen häufig, dass die Messergebnisse unmittelbar nach der Messung außerhalb der Temperierkammer zur Verfügung gestellt werden können.
Aus sprachlichen Vereinfachungsgründen wird nachfolgend gelegentlich nur von Probe, nur von Bauteil-Probe oder nur von Material-Probe gesprochen, obwohl vorliegende Erfindung gleichermaßen bei einer Temperierkammer genutzt werden kann, die für Bauteilprüfungen und/oder Materialprüfungen bestimmt ist.
Stand der Technik
Für Material- und Bauteilprüfungen gibt es unterschiedliche Prüfmaschinen. Die WO 2010/040 326 A1 (Anmelderin: Zwick GmbH & Co. KG; Prioritätstag: 08.10.2008) zeigt zwei Typen, eine Prüfmaschine mit Pinolen-Lastrahmen und eine Säulenmaterialprüfmaschine. Eine recht frühe Darstellung des Prinzips einer Säulenprüfmaschine bzw. Säulenmaterialprüfmaschine gibt die DE 2 239 554 A1 (Anmelderin: Zwick & Co. KG; Anmeldetag: 11.08.1972) wieder. Die Säulenmaterialprüfmaschine hat häufig zwei beabstandet zueinander errichtete Säulen, die zu einem Lastrahmen zusammengefasst sind und die zwischen sich einen Arbeitsraum bzw. Prüfraum aufspannen. In Abhängigkeit des Antriebsmechanismus und/oder der Messtechnik wird der Typ der Säulenmaterialprüfmaschine noch weiter unterteilt. So gibt es z. B. die in der DE 11 2009 005 323 B4 (Patentinhaberin: Messphysik Materials Testing GmbH; Prioritätstag: 17.10.2009) vorgestellte Hebelarmprüfmaschine, die einen Lastrahmen mit zwei Säulen hat, bei dem die Krafteinleitung an der oberen Traverse mittels eines Hebelarms erfolgt. Beispielhaft sei zudem die Spindelantriebsprüfmaschine (vgl. DE 10 2013 220 392 B4 der Patentinhaberin Messphysik Materials Testing GmbH; Anmeldetag 09.10.2013) erwähnt, die ebenfalls mit zwei Säulen ausgestattet in die Kategorie der Säulenmaterialprüfmaschinen einsortiert werden darf. Bei der Spindelantriebsprüfmaschine wird häufig eine Traverse innerhalb des Lastrahmens entlang der Säulen bewegt. Die Säulen übernehmen daher, je nach Ausgestaltung der Säulenmaterialprüfmaschine, unterschiedliche Aufgaben, bei bestimmten Ausgestaltungen stehen sie z. B. für eine Führung und/oder eine Kraftübertragung zur Verfügung.
Die für eine Material- und/oder Bauteilprüfung eingeleitete Belastung ist, wie eingangs schon angesprochen, zudem zu messen. Eine bevorzugte Messtechnik basiert auf einer berührungslosen Messung, denn viele berührende Messungen verursachen durch ihre Berührungen an dem Messobjekt Messfehler. Folglich wird schon seit vielen Jahrzehnten an berührungslosen Messverfahren gearbeitet.
Das Prinzip der berührungslosen, optischen Messung von Material- bzw. Werkstoffproben wird daher auch schon seit vielen Jahrzehnten immer wieder beschrieben und erläutert. So beschäftigt sich z. B. die DE 37 41 429 A1 (Anmelderin: Zwick GmbH & Co.; Anmeldetag: 08.12.1987) mit der Ausführung des Fensters einer Klima- bzw. Temperierkammer, das für die berührungslose Messung Material-Proben unter einer Wechsellast-Beanspruchung, die in einer Temperierkammer angeordnet sind, genutzt wird.
Ein geeignetes Messverfahren für die Messung von Querkontraktionen einer länglichen Probe beschreibt die DE 34 22 988 A1 (Anmelderin: Fraunhofer-Gesellschaft für Förderung der angewandten Forschung e. V.; Anmeldetag: 22.06.1984). Auf die Probe soll ein diffuser, homogener Lichtstrahl auftreffen, sodass vor der Lichtquelle eine Streuscheibe anzuordnen sei. Die DE 34 22 988 A1 behauptet, dass das Streulicht zu unscharfe Messergebnisse produzieren würde, wenn nicht das Licht der Lichtquelle durch einen Schlitz geführt und somit reduziert auf die längliche Probe geleitet wird. Zusätzlich zu der diffusen Scheibe sei somit eine Schlitzblende vorzusehen.
Statt mit regulärem monochromatischen Licht zu arbeiten, schlägt die JP 05 302 880 A (Anmelderin; Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd; Anmeldetag: 28.04.1992) vor, einen Laseroszillator außerhalb eines Ofens anzusiedeln, dessen Licht durch den Ofen durchtretend eine Probe bestrahlt, sodass das von der Probe reflektierte Licht mittels Laserstrahlempfänger, ebenfalls außerhalb der Ofens angesiedelt, aufgenommen werden kann.
Wie aus den zitierten Dokumenten schon ersichtlich, ist die Messvorrichtung für die optische Messung der Probe häufig so voluminös, dass sie außerhalb des Ofens, der Temperierkammer bzw. der Klimakammer anzusiedeln ist. Zudem zeigen die beispielhaft genannten Druckschriften auf, dass es ein erhebliches Know-How darstellt, funktionstüchtige optische Messverfahren zur berührungslosen Messung der Probe anbieten zu können.
In diesem Zusammenhang interessant ist z. B., dass die DE 197 54 129 C1 (Patentinhaberin: Forschungszentrum Karlsruhe GmbH; Anmeldetag: 05.12.1997) die Vorteile des Gegenlichtmessverfahrens lobt. Die Druckschrift erläutert, wie Probleme bewältigt werden können, die durch Bewegungen des die Probe umgebenden Mediums, was z. B. zu Flimmern führen kann, vermindert werden kann. Die DE 197 54 129 C1 schlägt daher vor, eine 12 V-Kaltspiegel-Halogenlampe als Lichtquelle im Inneren einer klimatisierbaren Kammer einzusetzen, deren Licht über eine Streuscheibe und eine Strömungsumlenkung geleitet die Material-Probe bescheint. Das Licht wird anschließend über ein Sichtrohr auf ein Sichtfenster geführt, damit das Licht außerhalb der temperierbaren Kammer von einer Kamera wie einer Hochgeschwindigkeits-CCD-Kamera aufgenommen werden kann.
Diese beiden Lösungsvarianten, entweder sowohl die Lichtquelle als auch die Kamera im Äußeren der temperierbaren Kammer anzuordnen (erster bekannte Lösungsansatz) oder die Lichtquelle im Inneren anzuordnen und die Kamera im Äußeren der temperierbaren Kammer zu platzieren (zweiter bekannte Lösungsansatz), fasst die DE 10 2011 055 953 B3 (Patentinhaberin: Fachhochschule Schmalkalden; Anmeldetag: 01.12.2011) zusammen und kommt anschließend zu dem Vorschlag, nur noch deswegen ein Fenster in der Wand der temperierbaren Kammer vorzuhalten, weil die Bildaufnahmeeinheit ein Bildkorrelationssystem sein soll, dessen Lichtquelle an einer Spiegelachse gespiegelt, gleichweit von der Zugachse der Probe entfernt wie die Kamera der Bildaufnahmeeinheit angeordnet werden kann.
In die gleiche technische Richtung deutet die DE 20 2013 001 062 U1 (Gebrauchsmusterinhaberin: RS-Simulatoren Prüf- und Messtechnik GmbH; Anmeldetag: 04.02.2013) und führt aus, dass die Temperaturvariationen, für die Prüfkammern genutzt werden sollen, immer größere Temperaturbereiche abdecken können sollen; beispielhaft wird ein Temperaturbereich von minus 150°C bis plus 600°C vorgestellt.
Obwohl es in allen möglichen optischen Anwendungsbereichen eine starke Tendenz gibt, den Energieaufwand bzw. die Energieumsetzung von elektrischer Energie zu senken, dürften die, wie z. B. in der DE 10 2012 221 581 A1 (Anmelderin: NLT Technologies, Ltd.; Prioritätstag: 28.11.2011) beschriebenen, LED-Hintergrundbeleuchtungsvorrichtungen zwar inzwischen ein vergleichmäßigteres Licht aufgrund elektrischer Ansteuerungstricks erlauben, jedoch als Lichtquelle für das übliche Temperaturprüffeld von Material- und Bauteil-Proben nicht zur Verfügung stehen.
Aus diesem Grund scheint die Kombination aus LED-Lichtquellen und Kamera, eher sein Anwendungsgebiet im klassischen Kühlschrankbau zu finden, s. z. B. DE 20 2012 012 503 U1 (Gebrauchsmusterinhaberin: BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH; Anmeldetag: 10.04.2012) und DE 10 2013 211 099 A1 (Anmelderin: BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH; Anmeldetag: 14.06.2013).
Aufgabenstellung
Auch bei Materialprüfmaschinen gibt es den Wunsch der Nutzer, dass die gesamte Messvorrichtung möglichst kompakt gebaut, zumal die Materialprüfmaschinen häufig in der Nähe einer Produktionsstraße platziert als ein notwendiges, jedoch teilweise unerwünschtes Mittel zur Produktionsgüteüberwachung eingestuft werden, will sagen, möglichst wenig Platz beanspruchen sollen. Die Verwender von Materialprüfmaschinen wollen vorteilhafterweise ihr für die Produktion vorgesehenes Areal den eigentlichen Produktionsmaschinen und Produktionsanlagen in Gänze zur Verfügung stellen. Darüber hinaus wird häufig zwar der Wunsch von vielen Prüfmaschinenverwendern geäußert, dass, insbesondere möglichst schnell, eine temperierte Bauteil- oder Material-Probenprüfung durchführbar sein soll, jedoch die Temperatur- und/oder Probenumgebungsanpassung möglichst wenig zusätzliche Energie beanspruchen solle.
Entwickler von Temperierkammern stehen also vor dem Problem, eine möglichst kompakte, kleine, jedoch die Bauteil- und/oder Material-Probe komplett einfassende Temperierkammer zu entwerfen, die idealerweise optische Messverfahren erlaubt, wobei z. B. die Benutzung von Lichtquellen sich nur nachrangig auf den Gesamt-Energieverbrauch auswirken soll.
Erfindungsbeschreibung
Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch eine Temperierkammer nach Anspruch 1 gelöst, ein geeignetes Verfahren zur Erzeugung einer entsprechenden Hintergrundbeleuchtung lässt sich Anspruch 13 entnehmen. Vorteilhafte Weiterbildungen lassen sich den abhängigen Ansprüchen entnehmen.
In Bezug auf die Darlegung der Messtechniken und Messverfahren sei auf die zuvor genannten Druckschriften anstelle einer vollumfänglichen Wiederholung verwiesen. Hierdurch soll verdeutlicht werden, nach welchen Messprinzipien der Messaufbau mit einer erfindungsgemäßen Temperierkammer realisiert werden kann, sodass die Erörterungen der Messtechniken als vollumfänglich inkorporiert gelten.
Die einleitende Übersicht zu Säulenmaterialprüfmaschinen zeigt u. a. auf, dass eine Säulenmaterialprüfmaschine wenigstens zwei Säulen hat, die häufig über Traversen miteinander verbunden einen Arbeits- bzw. Prüfraum aufspannen, der zur Anordnung der Probe, wie der Material-Probe, genutzt wird. Sollen sämtliche Material-Proben nicht nur bei Umgebungstemperatur, üblicherweise Raumtemperatur in einem Temperaturbereich um 25°C herum, gemessen werden, sondern auch bei extrem niedrigen Temperaturen, z. B. bei minus 100°C oder sogar minus 150°C, oder bei äußerst hohen Temperaturen, z. B. bei plus 250°C oder sogar bei plus 650°C, steht der Arbeitsraum der Materialprüfmaschine nicht komplett zur Verfügung, sondern er ist von einer Temperierkammer einzufassen. Das Innere der Temperierkammer stellt in dem Fall den eigentlichen Arbeitsraum zur Verfügung. Dieser Arbeitsraum wird häufig durch die Größe von Probenhaltern dominiert, denn die Probenhalter sind in der Regel breiter bzw. nach außen gehend im Vergleich zu den Abmessungen der Probe.
Die vorliegende Erfindung verwirklicht unter anderem den Aspekt, weder den Arbeitsraum innerhalb der Temperierkammer zu beanspruchen, noch einen Bereich außerhalb der Temperierkammer, der insbesondere der Prüfvorrichtung vorbehalten ist, zu benötigen, um ein diffuses Licht für das Innere der Temperierkammer erzeugen oder anbieten zu können. Das diffuse Licht wird benötigt, um insbesondere Messverfahren unter Zuhilfenahme wenigstens einer Kamera zu realisieren, durch die eine Änderung an bzw. der Material-Probe gemessen werden kann (z. B. Kontraktion, Dehnung, Einschnürung, Längung etc.). Im Sinne der vorliegenden Erfindung wird von einer Kamera gesprochen, wenn ein Gerät vorhanden ist, das von einem Flächen- oder Raumabschnitt eine Abbildung erzeugen kann, z. B. ein Gerät mit wenigstens einem CCD-Chip. Durch eine Anordnung mit diffusem Licht und einer Kamera kann z. B. eine optische Extensometermessung, also eine berührungslose Extensometermessung, verwirklicht werden.
Die Temperierkammer ist vorteilhafterweise so gestaltet, dass sie als Teil einer Belastungseinrichtung, z. B. einer Materialprüfmaschine wie einer Säulenmaterialprüfmaschine, verwendbar ist. Die Temperierkammer bietet Befestigungspunkte oder Befestigungsmittel, wodurch die Temperierkammer ortsfest zu einer Belastungseinrichtung als umschließende Hülle einer Probe angeordnet werden kann. Ist die Belastungseinrichtung eine Vorrichtung, von der zumindest ein Teil außerhalb der Temperierkammer angeordnet ist, weist eine Temperierkammer für eine solche Belastungseinrichtung wenigstens einen Durchgriff, in der Regel wenigstens zwei Durchgriffe auf, durch die z. B. Zugvorrichtungen für Probenhalter durchgeführt sein können.
Die Temperierkammer stellt eine Hülle dar, die aus Wänden gebildet ist. Ein Wandabschnitt zumindest einer Wand der Temperierkammer ist mit wenigstens einem Leuchtmittel ausgestattet. Das Leuchtmittel ist die Lichterzeugungsquelle. Mit anderen Worten, wenigstens ein Leuchtmittel ist Teil des Wandabschnitts. Das Leuchtmittel ist in der Wand integriert. Das Leuchtmittel befindet sich wenigstens zum Teil im Inneren der Wand.
Die Wand selbst stellt eine Schicht dar. Die Wand wirkt einhüllend. Vorteilhafterweise ist die Wand mehrschichtig aufgebaut. Die Wand isoliert das Innere der Temperierkammer von dem Äußeren der Temperierkammer. Mindestens eine Schicht des Wandabschnitts trennt das Innere der Temperierkammer von dem Äußeren. Die innerste Schicht der Temperierkammer trennt das Leuchtmittel von dem Inneren der Temperierkammer. Zugleich ist das Leuchtmittel Bestandteil des Wandabschnitts.
Wird das Leuchtmittel eingeschaltet, wird das Licht aus dem Leuchtmittel dank der Wand so geführt, dass eine Hintergrundbeleuchtung mit diffusem Licht erzeugt wird. Dieses Licht kann von einer Kamera des Kamerasystems aufgenommen werden.
Mit der zuvor beschriebenen Temperierkammer ist es möglich, sofern elektrische Energie zur Verfügung steht, ein Verfahren zur Erzeugung einer Hintergrundbeleuchtung für ein Messverfahren durchzuführen.
Die Temperierkammer ist dafür bestimmt, ein berührungsloses, optisches Messverfahren bei einer Materialprüfung wie einer Dimensionsänderungsmessung mit einem Kamerasystem zu ermöglichen. Damit das Kamerasystem in vielen Messverfahren ordnungsgemäß arbeiten kann, muss ein Leuchtmittel vorhanden sein, das eine entsprechende Lichtverteilung im Inneren der Temperierkammer zur Verfügung stellt.
Das oder die Leuchtmittel werden hinter wenigstens einer lichtdurchlässigen Schicht betrieben. Die Schicht ist Teil eines Wandabschnitts der Temperierkammer. Das oder die Leuchtmittel sendet/senden als Komponente(n) des Wandabschnitts in diesem Licht aus. Das noch punktuell vorhandene Licht aus einem Leuchtmittel wird mit Hilfe des Wandabschnitts, insbesondere unter Zuhilfenahme der Schicht, zu einem diffusen Licht gestreut. Messverfahren mit diffusem Licht nutzen das „weiche Licht”, um möglichst kontrast- und/oder schattenarm das Messobjekt, die Probe, mit Hilfe der Kamera aufzunehmen. Das diffuse Licht dient zur Schaffung der Hintergrundhelligkeit, zu der die Probe sich dunkler abzeichnet.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen dargelegt, die für sich gesehen, sowohl einzeln als auch in Kombination, ebenfalls erfinderische Aspekte offenbaren können.
Vorteilhafterweise weist die Temperierkammer ein Fenster auf. Das Fenster befindet sich an einem anderen Ort als das Element für die Erzeugung des diffusen Lichts. In einer Wand der Temperierkammer ist ein Abschnitt dafür vorgesehen, eine Baugruppe als Element der Hintergrundbeleuchtung aufzunehmen. Wird dieser Wandabschnitt als Bezugswandabschnitt betrachtet, so gibt es einen anderen Wandabschnitt, insbesondere in einer anderen Wand der Temperierkammer, der ein Fenster aufweist. Das Fenster liegt andernorts als die Lichtquelle. Das Fenster ist dafür da, dass Licht aus der Temperierkammer austreten kann und zu einer Kamera gelangen kann. Es steht im Belieben des Nutzers der Temperierkammer, ob dieser eine zweite Kamera jenseits des Fensters anordnet oder ob er die oben angesprochene Kamera für die Probenänderungsmessung jenseits des Fensters anordnet.
Die Erfindung lässt sich besonders vorteilhaft bei einer Temperierkammer realisieren, die eine mehrlagige Kammer ist. Die Temperierkammer schafft eine Isolierung. Als Isolationsmaterial kann z. B. eine Luft einschließende, insbesondere weiche und somit dämmende Schicht wie ein Dämmschaum oder eine Dämmmatte verwendet werden (Glaswolle, Steinwolle, Naturwolle und Ähnliches). Der isolierte Arbeitsraum ist der Bereich, der durch die Temperierkammer umschlossen wird. Im Inneren der Temperierkammer ist ein Prüfraum vorhanden. Des Weiteren sind Öffnungen in den Fällen vorzuhalten bzw. vorhanden, in denen Teile der Materialprüfmaschine außerhalb der Temperierkammer angeordnet sind. In diesem Fall können Befestigungselemente von Spannmitteln durch die Temperierkammer hindurchgeführt werden.
Als Licht erzeugende Mittel in der Wand der Temperierkammer kommen Leuchtmittel in Betracht, die wie LEDs arbeiten, also auf Halbleiterbasis Licht erzeugen. Zu solchen Leuchtmitteln sind u. a. Niedervolt-LEDs, Hochvolt-LEDs und OLEDs zu zählen. Besonders vorteilhaft zeichnen sich LED-Bänder als Leuchtmittel aus. In einem Band angeordnete LEDs werden bei LED-Bändern in Serie angesteuert und erzeugen so ein Lichtband, das von sich aus schon zu einer (leicht) diffusen Lichtverteilung führt.
Die Leuchtmittel können auf einem Träger befestigt werden. Z. B. kann ein Aluminiumblech als Träger genutzt werden. Ein solcher Träger wie das Aluminiumblech lässt sich im Inneren des Wandabschnitts befestigen. Das Leuchtmittelelement ist in dieser Ausgestaltung eine Teilbaugruppe des Elements für die Hintergrundbeleuchtung.
Häufig reicht die Streuung der LEDs oder der LED-Bänder nicht aus, um von einem ausreichend diffusen Licht – in Bezug auf das angewendete Messverfahren – zu sprechen. In diesem Fall kann das Licht von einem Diffusor weitergehend gestreut werden. Ein Diffusor kann z. B. ein Aerogel, eine Milchglasscheibe oder eine Satinatglasscheibe umfassen. Auch mehrere der oben genannten Bauteile können zu einem Gesamtdiffusor, der z. B. schichtweise aufgebaut ist, zusammengefügt sein. Der Diffusor verteilt das Licht gleichmäßiger in der Temperierkammer im Vergleich zu einem Hintergrundbeleuchtungselement, das ausschließlich mit den Beleuchtungsmitteln aufgebaut ist.
Der schichtartige Aufbau des Wandabschnitts der Temperierkammer kann auch bei der Gestaltung des Diffusors fortgesetzt werden. Ein geeigneter Diffusor weist z. B. einen Schichtaufbau auf, der eine erste, vorzugsweise transparente, Glasscheibe und eine zweite, vorzugsweise streuende, Glasscheibe hat. Als streuende Scheiben kommen Glasscheiben aus solchen Materialen wie Milchglasscheiben und Satinatglasscheiben in Frage. Als Alternativen zu Glasscheiben können auch Kunststoffscheiben verwendet werden. Scheiben oder Glasscheiben mit einer hohen Oberflächenrauhigkeit sind ebenfalls interessante streuende Scheiben. Darüber hinaus kann auch ein Aerogel eingesetzt werden. In einer Ausgestaltung fassen die Glasscheiben das Aerogel ein. Dank des skizzierten Schichtaufbaus ist ein so flaches Element bildbar, dass das Element für die Hintergrundbeleuchtung einen integrierten Teil der Wand der Temperierkammer bilden kann.
Werden flache Leuchtmittel wie LEDs in dem Wandabschnitt angeordnet, ist es zudem möglich, die Leuchtmittel durch einen Luftspalt von einer Isolierschicht zu trennen. Die Isolierschicht kann z. B. durch den Schichtaufbau aus Glasscheibe und/oder Aerogel gebildet sein. Solche Leuchtmittel wie LEDs können ausgerichtet werden. Sind die Leuchtmittel ausgerichtet, können sie in eine Vorzugsrichtung abstrahlen. So können je nach Anforderung an die Verteilung des Lichts oder an den Grad des Strahldichtefaktors, insbesondere des winkelabhängigen Strahldichtefaktors, oder an den relativen Abstand zu einem lambertschen Richtungsfaktor die Leuchtmittel mit ihrer Abstrahlseite auf das Innere der Temperierkammer oder sogar von dem Inneren der Temperierkammer weg ausgerichtet sein und ggf. an Reflexionsflächen gespiegelt werden.
Wird der Schichtaufbau der gesamten Temperierkammer an verschiedenen Stellen aufgeschlüsselt, so hat die Temperierkammer Wände oder Wandabschnitte, die Isolationsmaterial wie z. B. einen Isolationsschaum umfassen, und zumindest einen Wandabschnitt, bei dem die Isolation durch eine Kombination aus einer Scheibe, wie einer Glasscheibe, und/oder einem Diffusor, wie einem Aerogel, und/oder einer Luftschicht gebildet wird. Hierbei kann die äußere Oberfläche der Temperierkammer einheitlich gestaltet sein, z. B. durch gleichartige, abschließende Bleche.
Ein Bauteil für eine erfindungsgemäße Temperierkammer kann ein Trägerblech sein. Dank der magnetisierbaren Materialeigenschaften vieler Bleche, kann eine Leuchtmittelbefestigung ausgebildet werden, die durch magnetische Kräfte gehalten wird. Das Trägerblech kann z. B. flächig an einer äußeren Schicht des Wandabschnitts anliegen. Die Magnetkräfte fördern das flache Anliegen des Trägerblechs an einer äußeren Schicht der Temperierkammer, z. B. an einer Blechhülle der Temperierkammer.
Die einzelnen Leuchtmittel der Temperierkammer, z. B. ein LED-Band zum nächsten, insbesondere unmittelbar benachbarten, LED-Band, können zueinander mit verschiedenen seitlichen Abständen angeordnet sein. Innerhalb des Wandabschnitts sind die Leuchtmittel vorteilhafterweise unterschiedlich verteilt platziert. Eine solche Anordnung fördert eine homogenisierte Lichtverteilung.
Die Temperierkammer kann mit Modulen ausgestattet sein, die zwar die gleichen Abmessungen wie das Hintergrundbeleuchtungselement aufweisen, jedoch unterschiedliche Funktionen wahrnehmen können. Der eine Wandabschnitt kann als eigenständiges, flaches, insbesondere erstes Modul ausgestaltet sein. Ein solches Modul ist dafür bestimmt, eine Öffnung in der Temperierkammer zu verschließen. Dank der identischen äußeren Abmessungen des einen Moduls zu einem weiteren Modul, das z. B. als zweites Modul bezeichnet werden kann, können die Module zueinander austauschbar sein. Das zweite Modul ist z. B. mit Leuchtmitteln ausgestattet. Diese Leuchtmittel sind aber so angeordnet, dass das Modul zur Erzeugung von Licht für eine Basissichtbeleuchtung zu nutzen ist. Die Basisbeleuchtung ermöglicht ein Beobachten der Material-Probe im Inneren durch ein Fenster. Die Basisbeleuchtung erzeugt ein Licht, insbesondere eine geringere Lichtverteilung, innerhalb der Temperierkammer. Diese Module oder Elemente können – je nach Bedarf der einen Test ausführenden Person – an Stelle des Elements für die Hintergrundbeleuchtung eine Wand der Temperierkammer komplettieren.
Durch die Temperierkammer lassen sich optische Achsen (virtuell) ziehen. Der Wandabschnitt, das Fenster und die anzuordnende Material- oder Bauteil-Probe können allesamt auf einer solchen optischen Achse angeordnet werden. Ein Fachmann versteht, dass die Anordnung auf der optischen Achse als im Wesentlichen auf dieser liegend zu bezeichnen ist. Kleine Winkelabweichungen, z. B. im Bereich von 5° zu der exakten Ausrichtung der optischen Achse, gelten im optischen Sinne, bei dem mit diffusem Licht operiert wird, noch immer als auf der optischen Achse liegend.
Die optische Achse verläuft durch die Temperierkammer. Der Verlauf der optischen Achse bzw. die Ausrichtung der optischen Achse kann in Bezug auf Wände der Temperierkammer ausgedrückt werden. Es kann ein Winkel auf die Wände der Temperierkammer gezogen werden. Die optische Achse tritt nicht in einem rechten Winkel durch eine der Wände der Temperierkammer. Der Wandabschnitt, der die Leuchtmittel hat, wird von der optischen Achse in einer Richtung durchstoßen, die weniger oder mehr als 90° zur Fläche der Wand hat. In einer alternativen Ausgestaltung ist der Winkel zwischen der optischen Achse und einer Tür der Temperierkammer zu betrachten. Ist die Tür geschlossen, mit anderen Worten, liegt sie im Riegel, kann die Oberfläche der Tür mit einer Ebene gleich gesetzt werden. Auf die Oberfläche der Tür, insbesondere auf der Innenseite, kann ein Lot gefällt werden. Die optische Achse weicht von diesem Lot ab. Der Winkel, unter dem die optische Achse aus der Ebene der Tür heraustritt, weicht von einem rechten Winkel bzw. einer Normalen auf diese Ebene ab. Die Tür spannt also eine Ebene der Temperierkammer auf, die eine Normale hat. Die optische Achse hat einen abweichenden Winkel zu dieser Normalen.
Mit anderen Worten, das Modul bzw. der Wandabschnitt für die Hintergrundbeleuchtung liegt auf einer optischen Achse. Die optische Achse ist durch den Ort geführt, an dem die Prüfung der Material-Probe durchgeführt wird. Die optische Achse geht durch das Fenster, das dafür da ist, der Kamera Einblicke auf die Material-Probe zu gewähren. Vorteilhafterweise ist das Fenster aber nicht fluchtend zur Ausrichtung bzw. Erstreckung der Wand angeordnet, sondern es ist häufig günstiger, wenn das Fenster quer, insbesondere in einem 90°-Winkel zur Richtung der optischen Achse angeordnet ist.
In einer vorteilhaften Weiterbildung hat die Temperierkammer keine strikte kubische Gestalt, sondern eine quaderförmige oder sonstige kubisch-ähnliche oder polyederartige Gestalt. Daher gibt es Wände mit unterschiedlichem Flächenmaß. Der Wandabschnitt ist Teil einer der Wände. Der Wandabschnitt sitzt vorteilhafterweise in einer Seitenwand der Temperierkammer. Besonders vorteilhaft ist es, wenn der Wandabschnitt Teil einer der größten Flächen ist. Der Wandabschnitt ist Teil einer Seitenfläche der Temperierkammer. Wird ein Bezug zu der Wand gebildet, die die Tür aufweist oder die die Tür ist, sitzt der Wandabschnitt in vorteilhafter Weise in einer Wand, die sich an den Bereich der Temperierkammer mit der Tür anschließt.
Durch die Temperierkammer geht eine Prüfachse. Der Wandabschnitt ist idealerweise so ausgerichtet, dass er parallel zu einer Prüfachse verläuft.
Die Temperierkammer bietet die Möglichkeit, durch Verwendung einer Kamera ein optisches Messverfahren an einer Probe im Inneren der Temperierkammer durchzuführen. Das Messergebnis kann verbessert werden, wenn ein erstes Leuchtmittel, wie ein erstes LED-Band, mit einem anderen Betriebsstrom betrieben wird als ein zweites Leuchtmittel, wie ein zweites LED-Band. Das erste Leuchtmittel und das zweite Leuchtmittel können durch ihre Positionierung beschrieben werden. Die Leuchtmittel sind z. B. nebeneinander, es kann auch gesagt werden, benachbart zueinander, angeordnet. Der Wandabschnitt hat ein Zentrum und wenigstens einen Rand oder Randbereich. Von den beiden betrachteten Leuchtmitteln, z. B. dem ersten und dem zweiten LED-Band, ist das eine Leuchtmittel näher zu einem Rand verortet als das andere Leuchtmittel. Werden die Leuchtmittel mit unterschiedlichen elektrischen Betriebsströmen betrieben, kann der elektrische Strom des näher an einem Rand des Wandabschnitts angeordneten Leuchtmittels höher sein als das Leuchtmittel, das mittig in dem Wandabschnitt angeordnet ist. Leuchtmittel, die näher zur Mitte des Wandabschnitts angeordnet sind, werden mit einem niedrigeren Betriebsstrom betrieben, sofern die Lichtverteilung des diffusen Lichts zu vergleichmäßigen ist.
Die vorliegende Erfindung kann auch wie folgt beschrieben werden.
Die Erfindung bezieht sich u. a. auf ein Element für eine Hintergrundbeleuchtung. Die Hintergrundbeleuchtung bzw. das Element für die Hintergrundbeleuchtung sorgt für eine flächenhafte Hintergrundbeleuchtung als Teil eines optischen Messsystems. Das optische Messsystem ist dazu bestimmt, Dimensionsänderungen eines beobachteten Gegenstands, nämlich der Probe, über die Erfassung eines Hell-Dunkel-Übergangs zwischen einem hellen Hintergrund und der demgegenüber dunkleren Oberfläche des zu vermessenden Gegenstandes, d. h. der Probe, zu erfassen. Die Probe befindet sich während einer Versuchsdurchführung in der Temperierkammer. Die Temperierkammer soll die Probe, zumindest aber die diese Probe umgebende, gasförmige Atmosphäre auf einer gewünschten Temperatur halten, eventuell sogar die Probe und/oder die Atmosphäre aufheizen oder abkühlen. Handelt es sich um eine Probe, die im Rahmen einer Zugprüfung als Zugprobe genutzt wird, ist durch das optische Messsystem bzw. durch die Durchführung des Messverfahrens deren Längen- und/oder Breitenänderung während der Beanspruchung der Probe zu erfassen bzw. zu messen.
Dank der Erfindung ist es möglich, eine Licht abstrahlende Fläche des Wandabschnitts größer ausfallen zu lassen als den Bereich (in zweidimensionaler Betrachtung), der von einer Probe eingenommen werden darf (bei gegenseitiger Abbildung der Flächen aufeinander). In diesem Fall wird die Probe in jede Richtung so weit überragt, dass eine Erkennung und Auswertung des Hell-Dunkel-Übergangs ermöglicht wird.
Die vorliegende Erfindung schafft es auch, einen ausreichenden Kontrast am Hell-Dunkel-Übergang zwischen Probe und Hintergrundbeleuchtung zu erzeugen, selbst in den Fällen, in denen die Oberfläche des Gegenstandes unter Umständen nicht schwarz, zumindest tiefdunkel ist. Dies ist beispielsweise bei einer metallischen Werkstoffprobe der Fall, welche von Umgebungslicht angestrahlt wird, das in die Temperierkammer, z. B. über ein weiteres Fenster, eindringt.
Dank der diffusen Verteilung des Lichts jenseits des Wandabschnitts im Inneren der Temperierkammer ist eine sehr gute, flächige und zeitliche Homogenität der Leuchtstärke in dem gesamten Ausleuchtbereich vorhanden. Die Homogenität trägt dazu bei, dass die anhand des Hell-Dunkel-Übergangs vom Messsystem ermittelte Körpergrenze sich selbst bei (geringfügigen) Veränderungen der Leuchtstärke des Hintergrundes nicht verschieben. Ein Messfehler bei der Bestimmung der Dimensionsänderungen tritt daher nicht ein.
Temperaturen in der Temperierkammer haben nahezu keinen Effekt auf das Messergebnis.
Der Wandabschnitt beeinträchtigt die eigentliche Funktion der Temperiereinrichtung nicht wesentlich. Beispielsweise erzeugt der Wandabschnitt keine hohen Wärmeeinträge durch die Leuchtmittel des Wandabschnitts, was insbesondere bei Versuchen im Tieftemperaturbetrieb unvorteilhaft wäre. Des Weiteren würde ein hoher Wärmeeintrag zu stärkerer Ausprägung von Temperaturunterschieden der Gasatmosphäre im optischen Strahlengang führen. Die einhergehenden Dichtunterschiede aufgrund von unterschiedlichem Wärmeeintrag setzt die Messgenauigkeit der optischen Messung herab. Ähnlich würde es sich auswirken, wenn der Wandabschnitt mit einer erhöhten partiellen Herabsetzung der Isolationswirkung der Wandung der Temperierkammer einherginge. Dank des durchdachten Designs des Wandabschnitts sind solche Unzulänglichkeiten – im Wesentlichen – gebannt. Der noch verbleibende (Rest-)Wärmeeintrag ist in einem Bereich, dass er unbeachtlich ist.
Die vorliegende Erfindung schafft einen weiteren, überraschenden Vorteil. Die optische Messeinrichtung kollidiert nicht mit Elementen der Haltevorrichtung der zu vermessenden Probe. Das beispielsweise notwendige Einspannen der Zugproben an beiden Enden in Probenhaltern bei einer Materialprüfung kann nicht zu einer Berührung des Wandabschnitts führen. Selbst in den Fällen, in denen der Probenhalter fast die komplette Breite des temperierten Inneren der Temperierkammer einnimmt, ist keine Gefahr für den Wandabschnitt gegeben. Eine Positionierung einer Hintergrundbeleuchtung im Inneren der Temperierkammer wird nicht mehr beansprucht.
Die Leuchtmittel zur Erzeugung einer (diffusen) Hintergrundbeleuchtung sind in mindestens einer Wand der Temperierkammer integriert. Als Leuchtmittel werden vorteilhafterweise LEDs für ein LED-Licht betrieben. Der weitere Aufbau des Wandabschnitts führt zu einer hohen Leuchtstärke bei gleichzeitiger sehr guter Homogenität der Leuchtstärke. Der spezielle Aufbau gemäß der Erfindung führt nur zu einer geringen Beeinträchtigung der Isolationswirkung der entsprechenden Wand mit dem Wandabschnitt in der Isolationswirkung der Temperierkammer.
Der Aufbau der Temperierkammer, insbesondere des Wandabschnitts lässt sich auch wie folgt darstellen.
Der Wandabschnitt umfasst eine flächige LED-Matrix als Leuchtmittel, welche im Bereich des Äußeren der Wand der Temperierkammer positioniert sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein aus mindestens zwei Scheiben bestehender Scheibensatz vorhanden. Das Volumen zwischen den Scheiben ist mit einem lichtstreuenden, zugleich thermisch isolierenden Material gefüllt.
Vorteilhafterweise ist innerhalb des Wandabschnitts ausreichend Platz, dass zwischen der LED-Matrix und dem Scheibensatz eine Luftschicht vorhanden sein kann. Die Luftschicht schafft eine thermische Trennung. Diese thermische Trennung und die Isolation durch den Scheibensatz liefern jeweils einen Beitrag zur Gesamtisolation des Wandabschnitts. Energie bzw. Wärme, die von der LED-Matrix stammt, kann kaum in den temperierten Raum des Inneren der Temperierkammer durchdringen. Wird ein Betrieb in die andere Temperaturrichtung gewählt, d. h. ein Heizbetrieb, kann die thermische Energie, die Wärme, die im Inneren herrscht, die LEDs nicht bzw. kaum aufheizen.
In einer vorteilhaften Ausführungsform besteht das bzw. bestehen die Leuchtmittel aus mehreren LED-Streifen bzw. LED-Bändern. Die LED-Bänder sind parallel zueinander auf einem dünnen und flexiblen Trägerblech, das z. B. aus Aluminium hergestellt sein kann, aufgeklebt. Auf einer Rückseite des Trägerblechs kann eine magnetische Schicht, z. B. aus dem Material „Sprox”, aufgebracht sein. Ein Vorteil dieser Weiterbildung ist darin zu sehen, dass sich die komplette LED-Matrix leicht auf eine Innenseite einer Blech-Außenhaut der Temperierkammer adaptieren lässt. Die Flexibilität der Matrix, gepaart mit der flächenhaften Anziehung durch die magnetische Schicht sorgt für eine durchgehend enge Anlage der LED-Matrix an die Außenhaut der Temperierkammer. Hierüber, d. h. über die Kopplung Blech wie Aluminiumblech und Blech-Außenhaut, ist eine effektive Abfuhr der Verlustwärme der Leuchtmittel in Richtung zur Außenhaut möglich. Die Außenhaut wird wiederum durch die daran grenzende Umgebungsluft gekühlt wird. Die magnetische Kopplung der LED-Matrix ermöglicht eine einfache und schnelle Installation bzw. Demontage im Falle von Nachrüstungen oder Reparaturen.
Bei einer äquidistanten Anordnung der in einer vertikalen Richtung (in Bezug auf einen Boden der Temperierkammer) liegenden LED-Bänder ist die Homogenität der Leuchtstärke (bzw. einer vom Licht durchdrungenen Fläche) in horizontaler Richtung eventuell nur von geringer Güte. Bei einer solchen Anordnung hat der Bereich in der Mitte des Wandabschnitts eine höhere Leuchtstärke als ein Bereich in einem Rand des Wandabschnitts. Durch Variation des Abstandes der vertikal angeordneten LED-Bänder zueinander kann die Homogenität der Leuchtstärke auf der vom Licht durchdrungenen Fläche in horizontaler Richtung verbessert werden. Eine weitere Möglichkeit zur Verbesserung der Homogenität besteht aus der Ansteuerung der LED-Bänder mit unterschiedlich starken Betriebsströmen.
In einer Ausgestaltung besteht der Scheibensatz aus einer transparenten Scheibe auf einer äußeren und einer Milchglasscheibe oder satinierten Glasscheibe auf einer inneren Schicht. Das Volumen zwischen den Scheiben ist mit einem transluzenten Aerogelgranulat gefüllt. Das Aerogelgranulat bewirkt eine Transmission des von außen eingestrahlten LED-Lichtes gepaart mit einer Streuung. Würde eine Restinhomogenität verbleiben, kann diese an der inneren Schicht leicht durch die Milchglas- oder Satinatglasscheibe ausgeglichen bzw. vergleichmäßigt werden. Außerdem sorgt die Aerogelgranulat-Füllung für eine gute thermische Isolation des Scheibensatzes. Die technischen Auswirkungen solcher Aufbauten wurden schon oben angesprochen.
Mit anderen Worten, die bauliche Integration der Hintergrundbeleuchtung in einer Wand der Temperierkammer ermöglicht es, dass diese weder außerhalb noch innerhalb der Temperierkammer Bauraum in Anspruch nimmt. Wie schon oben angesprochen, Kollisionen mit Probenhaltern innerhalb der Temperierkammer oder Kollisionen mit Maschinenteilen außerhalb der Temperierkammer können sich nicht mehr ereignen.
Ein weiterer Vorteil der Integration der Leuchtmittel auf einer Innenseite einer Außenhaut der Temperierkammer ist es, dass die Hintergrundbeleuchtung bzw. das Licht der Hintergrundbeleuchtung von außen nicht sichtbar ist.
In einer Weiterbildung ist der Scheibensatz so ausgeführt, dass die Scheiben mit Hilfe einer umlaufenden, dünnen Edelstahlfolie auf Abstand gehalten werden. Die Verbindung von Gläsern und Edelstahlfolie erfolgt mit einem Hochtemperatur-Silikonkleber. Vorteil dieser Konstruktion ist es, dass durch den einfassenden, schichtweisen Aufbau zwischen der umlaufenden Edelstahlfolie thermisch bedingte Dehnungsunterschiede zwischen der inneren und äußeren Scheibe ausgeglichen werden können. Klebestellen sind nur geringen thermomechanischen Spannungen ausgesetzt. Die metallische Verbindung, insbesondere in Form der Edelstahlfolie, bewirkt zudem eine nahezu hermetische Dichtheit des Scheibensatzes. Die Gefahr eines Eindringens von Feuchtigkeit oder von möglicherweise das Aerogel verfärbenden Dämpfen ist minimiert.
Um eine hohe Temperaturbeständigkeit des Scheibensatzes zu gewährleisten, können die Scheiben zudem aus thermisch gehärtetem Glas hergestellt sein. In einer Ausgestaltung aufgrund der Wahl eines nur für einen bestimmten Temperaturbereich freigegebenen Silikonklebers kann eine maximale Einsatztemperatur der entsprechenden Temperierkammer angegeben werden. Bei Nutzung eines bestimmten Silikonklebers kann eine Dauereinsatztemperatur in der Temperierkammer von ca. 280°C eingeräumt werden. Wird ein anderer Kleber bzw. ein anderer Silikonkleber verwendet, kann auch eine höhere oder niedrigere Temperatur als maximal mögliche Einsatz- bzw. Betriebstemperatur für eine Ausgestaltung einer Temperierkammer festgelegt werden.
Je nach Einsatzgebiet einer erfindungsgemäßen Temperierkammer können solche Temperierkammern aufgrund der Materialwahlen und der Dämmung bzw. der Dämmdicke für höhere oder niedrigere Einsatz- bzw. Betriebstemperaturen ausgelegt werden.
Ein besonders interessantes Einsatzgebiet für eine erfindungsgemäße Temperierkammer liegt in einem Temperaturbereich zwischen minus 80°C und plus 250°C. In einem Bereich von minus 40°C bis plus 150°C werden viele Kunststoffe, Gummis und ggf. Composites getestet. Ein anderer, üblicher Temperaturbereich für Composites und Leichtmetalle ist ein Temperaturbereich bis ca. 350°C. Für Metalle müssen zum Teil höhere Temperaturen, bis zu 600°C, als Testtemperaturen in einer Temperierkammer zur Verfügung gestellt werden. In dem letzten Fall ist besondere Rücksicht auf eine geeignete Materialauswahl für die Komponenten der Temperierkammer zu legen.
Dank eines günstig gestalteten Hintergrundbeleuchtungselements ist es möglich, eine äußerst platzsparende Temperierkammer zu realisieren.
Dank der platzsparenden Temperierkammer kann eine kompakte Materialprüfmaschine aufgebaut werden.
Die zuvor dargestellten Kombinationen und Ausführungsbeispiele lassen sich auch in zahlreichen weiteren Verbindungen und Kombinationen betrachten.
Rein beispielhaft sei erwähnt, dass der Betriebsstrom durch die Leuchtmittel in Abhängigkeit des Messverfahrens angepasst werden kann. In einer anderen Weiterbildung befinden sich in dem Wandabschnitt Leuchtmittel unterschiedlichen Typs an unterschiedlichen Stellen, z. B. LEDs in der Mitte und LED-Bänder am Rand des Wandabschnitts. In einer geeigneten Weiterbildung kann das Streuverhalten der Scheiben, wie z. B. von Milchglasscheiben, entlang ihrer Oberfläche in Abhängigkeit von ihren Rändern angepasst bzw. variiert sein.
Die in ihren einzelnen Aspekten vorgestellten Besonderheiten der vorliegenden Erfindung lassen sich auch untereinander kombinieren.
Figurenkurzbeschreibung
Die vorliegende Erfindung kann noch besser verstanden werden, wenn Bezug auf die beiliegenden Figuren genommen wird, die beispielhaft besonders vorteilhafte Ausgestaltungsmöglichkeiten darlegen, ohne die vorliegende Erfindung auf diese einzuschränken, wobei
1 eine erste Ausführungsform einer Temperierkammer in einer Säulenmaterialprüfmaschine zeigt,
2 eine zweite Ausführungsform einer Temperierkammer in einer Säulenmaterialprüfmaschine zeigt,
3 eine dritte Ausführungsform einer Temperierkammer, diesmal ohne eine Darstellung einer Säulenmaterialprüfmaschine, zeigt,
4 einen Schnitt durch einen Wandabschnitt zeigt und
5 einen Ausschnitt aus einem Wandabschnitt zeigt.
Figurenbeschreibung
1 zeigt eine Materialprüfmaschine 1 in vereinfachter, schematischer Darstellung. Die Materialprüfmaschine 1 ist in einer Ansicht von oben, nach einem waagerechten Schnitt durch die Säulen 3, 5 und durch die Temperierkammer 10 dargestellt. Die Temperierkammer 10 ist seitlich von der ersten Säule 3 und von der zweiten Säule 5 eingefasst. Die beiden Säulen 3, 5 schließen die Temperierkammer 10 in einer Position bzw. Ortslage der Temperierkammer 10 ein. Die Temperierkammer 10 ist länger als die beiden Säulen 3 und 5. Die Temperierkammer 10 ist quaderartig bzw. kubisch. Die Temperierkammer 10 baut tiefer als die Säulen 3, 5 breit sind.
Die Temperierkammer 10 weist einen Lüfter 7 auf, dessen Welle (ohne Bezugszeichen) in einem Temperierungskanal 9 geführt ist. Durch den Temperierungskanal 9 können thermisch aufbereitete Medien, z. B. mit Feuchtigkeit zur Herstellung eines bestimmten Taupunkts ausgestattet, eingeleitet werden. Hinter der Temperierkammer 10 ist ein Klimagerät 8, das ein Heizgerät umfasst, angeordnet. Temperierkammer 10 und Klimagerät 8 sitzen auf einem (in dem Schnitt von oben nicht zu sehenden) Wagen, durch den die Temperierkammer 10 und das Klimagerät 8 nach hinten (in der dargestellten Ansicht also nach oben) weggefahren werden können.
Die Temperierkammer 10 weist eine erste Wand 12, eine zweite Wand 14 und eine dritte Wand 16 auf. Die drei Wände 12, 14, 16 formen eine miteinander verbundene, eine Schale bildende Struktur, die von der vierten Wand 18, die eine Tür ist, abgeschlossen ist. Die Tür 18 ist über Dichtungen wie die Dichtung 23 an den Wänden 12, 16 angeschlossen. In einer der Wände, genauer in der Wand 16, ist ein Fenster 20 eingearbeitet. Ein weiteres Fenster 22, das als Guckfenster dient, ist in der vierten Wand, der Tür 18 vorhanden. Durch Kameras 24, 25 kann das Innere 30 der Temperierkammer 10 betrachtet werden. Zudem kann über Kameras 24, 25 berührungslos die Probe 28 gemessen werden. Die Probe 28 befindet sich im Probenhalter 26. Probe 28 und Probenhalter 26 befinden sich im Inneren 30, der einen Innenraum oder einen Arbeitsraum darstellt, der Temperierkammer 10. Ein Wandabschnitt 40 ist andernorts, d. h. in einer anderen Wand als der dritten Wand 16, nämlich in der ersten Wand 12, vorhanden.
Teil des Wandabschnitts 40 ist der Diffusor 52. Die Wand 12 zusammen mit ihrer Gehäuseaußenhülle 78 ist so dick, dass im Bereich des Wandabschnitts 40 sowohl der Diffusor 52 als auch Licht erzeugende Elemente wie Beleuchtungsmittel (siehe insbesondere 4 und 5) in der Wand 12 integriert angeordnet werden können. Der Diffusor 52 ist schichtartig aufgebaut. Die einzelnen Schichten des Diffusors 52 sind in die Wand 12 eingeformt. Mit anderen Worten, hinter dem Diffusor 52, in der Nähe der Gehäuseaußenhülle 78 ist das Leuchtmodul 59. Das Leuchtmodul 59 ist thermisch mit der Gehäuseaußenhülle 78 großflächig gekoppelt.
Durch die Anordnung aus Temperierkammer 10 und optischer Messeinrichtung, umfassend die Kamera 25, das Fenster 20 und den Wandabschnitt 40, gehen verschiedene Achsen. Die Kamera 25, das Fenster 20, die Probe 28 und der Licht erzeugende Wandabschnitt 40 sitzen auf einer optischen Achse 90. Das Fenster 20 sitzt im Wesentlichen in einem 90°-Winkel zu der optischen Achse 90. Das Fenster 20 ist angewinkelt im Vergleich zur Erstreckungsrichtung der Wand 16 angeordnet. Von der Kamera 24 geht eine weitere optische Achse 92 aus, die ebenfalls auf die Probe 28, jedoch unter einem andern Blickwinkel, geführt ist. Die zweite optische Achse 92 und eine symmetrische Achse 94 der Temperierkammer 10 fallen zusammen. Rein streng betrachtet, handelt es sich bei der symmetrischen Achse 94 nicht um eine einhundert prozentige Symmetrieachse. Sowohl das Fenster 20 als auch der Wandabschnitt 40, genauso weniger in das Auge springende Bauteile wie der Türgriff 21 und das Scharnier 19 verletzen die Symmetrie der Temperierkammer 10. Globaler oder mit größerem Abstand betrachtet wirkt die Temperierkammer 10 aber recht symmetrisch. Eine symmetrische Temperierkammer 10 fördert die optischen Verhältnisse im Inneren 30 der Temperierkammer 10.
Mit dem diffusen Licht, das aus dem Diffusor 52 austritt und im Inneren 30 der Temperierkammer 10 auf die Probe 28 fällt, kann anhand eines Hell-Dunkel-Übergangs zwischen Umgebungshelligkeit und Dunkelheit der Probe 28 eine berührungslose Extensometermessung der Probe 28 durch die Kamera 25 durchgeführt werden.
Eine solche Anordnung einer beweglichen Temperierkammer 10 erlaubt die Durchführung von Versuchen mit Proben wie der Probe 28 einmal in einer temperierten und ggf. klimatisierten Umgebung, das andere Mal unmittelbar bei Raumtemperatur außerhalb der Temperierkammer 10. Die beiden Positionen der Temperierkammer 10 werden durch ein Vorwärts- und Rückwärtsfahren der Temperierkammer 10, jeweils bei geöffneter Tür 18, und ggf. des Klimageräts 8 ermöglicht.
Eine weitere Ausgestaltung einer Temperierkammer 110, ähnlich zu der Temperierkammer 10, als Teil der Materialprüfmaschine 100 wird in 2 gezeigt. Die Temperierkammer 110 hat eine etwas andere geometrische Gestalt als die Temperierkammer 10 (vgl. 1). Die Materialprüfmaschine 100 umfasst eine erste Säule 103, eine zweite Säule 105 und die zwischen den Säulen 103, 105 angeordnete Temperierkammer 110. Aufgrund der oktaederartigen Form der Temperierkammer 110 erstreckt sich die Temperierkammer 110 über eine geringere Tiefe als die Temperierkammer 10, wenn die Länge in einem Vergleich zu den Säulen 103, 105 (vgl. 2) bzw. den Säulen 3, 5 (vgl. 1) gesetzt wird. Die Temperierkammer 110 hat eine erste Wand 112, eine zweite Wand 114, eine dritte Wand 116 und eine vierte Wand 118. Die vierte Wand 118 stellt zugleich die Tür der Temperierkammer 110 dar. Darüber hinaus hat die Temperierkammer 110 weitere Wände wie die Wand 117. Die Tür 118 ist eine Elemententür, bei der die einzelnen Elemente mehrfach umgewinkelt zueinander verlaufen bzw. ausgerichtet sind. Die Tür 118 bildet die besondere Form der Temperierkammer 110 fort. Die Tür 118 schafft den verschließenden Abschluss der Temperierkammer 110. Die Tür 118 bietet Platz für ein Fenster 122. In dem ortsfesten Teil der Temperierkammer 110, in der dritten Wand 116, befindet sich ein weiteres Fenster 120. Die Kamera 125 ist auf das erste Fenster 120 ausgerichtet.
Im Inneren 130 der Temperierkammer 110 ist ein geteilter Probenhalter 126 angeordnet, der eine Probe 128 hält.
Der Wandabschnitt 140 ist Teil der vierten Wand 118, die zugleich die Tür der Temperierkammer 110 ist. In dieser Wand, der vierten Wand 118, ist eines der Fenster 120, 122 eingearbeitet. Die Tür 118 ist schwenkbar an einer der weiteren Wände 112, 114, 116, 117 befestigt.
Eine optische Achse 190 erstreckt sich senkrecht auf dem Wandabschnitt 140 durch die Probe 128 bzw. den Probenhalter 126 und durch das Fenster 120 bis zu der Kamera 125. Als Ausgangspunkt für die optische Achse 190 kann der Diffusor 152 betrachtet werden, ab dem ein diffuses Licht für die Kamera 125 zur Verfügung steht.
In der Temperierkammer 110 sind die dritte Wand 116 und das Fenster 120 gleichgerichtet. Fenster 120 und dritte Wand 116 erstrecken sich parallel zueinander. Das Fenster 120 ist Teil der dritten Wand 116.
Sowohl der Diffusor 152 als auch die Fenster 120, 122 umfassen ihre eigenen Scheibensätze 144, 144', 144''. Die Füllung zwischen den Scheiben der Fenster 120, 122 und den Scheiben des Diffusors 152 können – je nach gewünschter Lichtverteilung – unterschiedlich ausgestaltet sein. Bei dem Diffusor 152 sorgt eine das Licht diffus verteilende Füllung für eine besonders gute, insbesondere gleichmäßig homogene, Verteilung des Lichts.
Die zweite optische Achse 192 geht ebenfalls durch die Temperierkammer 110. In Richtung der zweiten optischen Achse 192 können Augen eines Betrachters während einer Materialprüfung orientiert sein, der durch das Fenster 122 blickend das Verhalten der Probe 128 zwischen den Spannbacken des Probenhalters 126 verfolgen kann. Mit Hilfe des Probenhalters 126 können Kräfte auf die Probe 128 aufgebracht werden.
3 zeigt eine weitere Temperierkammer 210, die ein längliches Format hat. Die Temperierkammer 210 hat eine erste Wand 212. Zudem sind eine dritte Wand 216 und eine weitere Wand 217 zu sehen. Die weitere Wand 217 dient als Deckel oder Dach der Temperierkammer 210. Eine vierte Wand 218 ist mit einem Guckfenster 222 ausgestattet, das in axialer Verlängerung in Bezug auf die Ausrichtung der Probe 228 angeordnet ist. Die Tür 218 ist über ein Scharnier 219 an einer weiteren Wand, genauer an der dritten Wand 216 der Temperierkammer 210 schwenkbar befestigt.
Die Tür 218 schwenkt parallel zur dritten Wand 216, wenn die Tür 218 für einen Zugang zum Inneren 230 der Temperierkammer 210 geöffnet wird. Die Tür 218 hat eine eingelegte Dichtung 223. Z. B. kann ein Dichtgummi an jener Stelle auf der Innenseite der Tür 218 angebracht werden. Im geschlossenen Zustand dichtet die Dichtung 223 die Tür 218 gegenüber den übrigen, sich an die Tür anschließenden Wänden 212, 216, 217 ab.
In der Tür 218 ist ein Scheibensatz 244 angeordnet, der zugleich als Guckfenster 222 genutzt werden kann.
Anstelle des Wandabschnitts 240 eines Hintergrundbeleuchtungselements 242 können Austauschelemente wie ein Austauschelement 243, 243' in die erste Wand 212 eingesetzt werden. Das Austauschelement 243 ist ein Modul für die Erzeugung einer Basisbeleuchtung. Blickt ein Betrachter durch das Guckfenster 222, so sorgt die Basisbeleuchtung, die von dem Austauschelement 243 zur Verfügung gestellt werden kann, für eine ausreichende Ausleuchtung des Innenraums 230. Soll keine optische Erfassung des Inneren, insbesondere der Probe 228, erfolgen, kann ein Austauschelement 243' an Stelle des Wandabschnitts 240 gesetzt werden. Die Abmessungen des Austauschelements stimmen mit den Abmessungen der weiteren Austauschelemente 243, 243' bzw. des Hintergrundbeleuchtungselements 242 überein. Von außen ist für einen Betrachter zunächst nicht ersichtlich, welches Austauschelement 243, 243' bzw. Hintergrundbeleuchtungselement 242 in der Temperierkammer 210 eingesetzt ist. Liefert eines der Austauschelemente 242, 243, 243' Licht, so dringt dieses Licht nicht an dem Austauschelement 242, 243, 243' nach außen. Das Austauschelement 242, 243, 243' ist abgedichtet und lichtdicht Teil der ersten Wand 212. Das Austauschelement 242, 243, 243' verhindert ein Austreten des Lichts aus dem Innenraum 230.
Das Trägermaterial 272 trägt die Licht erzeugenden Bauteile wie z. B. LEDs oder OLEDs. Über einen Spalt, z. B. durch einen Hohlraum geschaffen, beabstandet folgt das Streumittel 247, z. B. ein Aerogel, durch das aus dem punktuell erzeugten Licht ein diffuses Licht gemacht wird.
Dadurch ist eine Temperierkammer 210 geschaffen, die eine Ausleuchtung im Inneren zur Verfügung stellt, wobei das Licht für optische Messungen hinter einem Scheibensatz wie dem Scheibensatz 244 genutzt werden kann.
Dank der Austauschmöglichkeit zwischen dem Hintergrundbeleuchtungselement 242 und seinen Austauschelementen 243, 243' hat ein Temperierkammerbetreiber die Möglichkeit, das Hintergrundbeleuchtungselement 242 nur in den Fällen einzubauen und einzusetzen, in denen er ein bestimmtes optisches Messverfahren anwenden will. Zu den übrigen Zeiten wird das Hintergrundbeleuchtungselement 242 geschont. Dadurch können sogar Hintergrundbeleuchtungselemente 242 eingesetzt werden, die, z. B. aufgrund der Umgebungstemperaturen, einer erhöhten Alterung ausgesetzt oder von Haus aus nur eine kurze Lebensdauer haben.
4 zeigt einen Ausschnitt einer ersten Wand 312, die Teil einer weiteren Ausführungsform einer Temperierkammer ist, die ähnlich oder identisch zu den Temperierkammern 10 (s. 1), 110 (s. 2) oder 210 (s. 3) ausgeführt sein kann. Der Wandabschnitt 340 der ersten Wand 312 umfasst einen Teil, der ein Hintergrundbeleuchtungselement 342 darstellt. Das Hintergrundbeleuchtungselement 342 umfasst Bereiche, die sich aus mehreren Schichten zusammensetzen. Zu dem Hintergrundbeleuchtungselement 342 gehört ein Scheibensatz 344. Der Scheibensatz 344 umfasst eine erste Scheibe 346, die vorzugsweise eine transparente Scheibe ist. Der Scheibensatz 344 umfasst eine zweite Scheibe 348, die insbesondere eine Milchglasscheibe ist. Zwischen den Scheiben 346, 348 ist ein streuendes Material wie das Aerogel 347 platziert. Das Aerogel 347 wird an seinen übrigen Enden durch Stege 350, 350', die z. B. aus einer Edelstahlfolie gebildet sein können, eingefasst. Zur Abdichtung des Scheibensatzes 344, insbesondere des Aerogels 347 in dem Scheibensatz 344, weist der Scheibensatz 344 Dichtungen 345, 349 auf. Die Dichtung 345 ist eine zu einem Hohlraum 358 gerichtete bzw. an den Hohlraum 358 anschließende Dichtung. Die im Vergleich zur ersten Dichtung 345 kleinere Dichtung 349 liegt in einem zum Innenraum der Temperierkammer hingewendeten Bereich. Die Dichtung 349 hat nur einen geringen isolierenden Schutz vor der Temperatur im Innenraum der Temperierkammer. Die zweite Dichtung 349 ist niedrigeren Temperaturen bzw. niedrigeren Temperaturschwankungen ausgesetzt als die erste Dichtung 349.
Am anderen Ende des Hohlraums 358 sind Leuchtmittel 360, 362, 364, 366 platziert. Die Leuchtmittel 360, 362, 364, 366 sind an der von der Dichtung 345 abgewandten Seite des Hohlraums 358 angeordnet. Die Leuchtmittelabstände 368, 370 zwischen den Leuchtmitteln 360, 362, 364, 366 sind unterschiedlich. Die Leuchtmittel 360, 362, 364, 366 sind auf einem Trägermaterial 372 platziert. Teil des Trägermaterials 372 ist eine Magnetschicht 374, über die das Trägermaterial 372 mit den Leuchtmittel 360, 362, 364, 366 mit einer Gehäuseaußenhülle 378 der Temperierkammer, z. B. eines Typs Temperierkammer wie der zuvor erläuterten Temperierkammer 10, 110, 210, verbunden ist.
Die Magnetschicht 374 sorgt für eine großflächige, flache Anlagerung des Trägermaterials 372 und damit auch der Leuchtmittel 360, 362, 364, 366 an der Gehäuseaußenhülle 378.
Der Hohlraum 358 schützt die Leuchtmittel 360, 362, 364, 366 vor sie schädigende Temperaturen, die z. B. im Inneren der Temperierkammer herrschen können.
Der Bereich des Hintergrundbeleuchtungselements 342, der mit Isolationsmaterial aufgefüllt ist, wird durch eine Einfassung 351 abgeschlossen. An die Einfassung 351 schließt sich der Scheibensatz 344 an.
5 zeigt einen Ausschnitt aus einem Hintergrundbeleuchtungselement 442, das ebenfalls schichtartig aufgebaut ist. Sichtversperrende Rahmenteile sind in der 5 ausgeblendet worden. Von Innen nach Außen baut sich das Hintergrundbeleuchtungselement 442 durch eine zweite Scheibe 448, die streuende Funktion übernimmt, ein Streumittel 447 und eine erste Scheibe 446 auf, wobei die erste Scheibe 446 möglichst ungefiltert Licht der Leuchtmittel 460, 462, 464, 466 durchlassen soll. Eine Unterbaugruppe setzt sich aus der ersten Scheibe 446, dem Streumittel 447 und der zweiten Scheibe 448 zusammen. Die drei Bauteile erste Scheibe 446, Streumittel 447 und zweite Scheibe 448 sind durch die Einfassung 451 zu einem Bauteil zusammengefügt. Die Einfassung 451 hält die Scheiben 446, 448 und dichtet das Streumittel 447 gegen Einflüsse von Außen, wie z. B. Feuchtigkeit, ab. Die Leuchtmittel 460, 462, 464, 466 sind beabstandet zu der Baugruppe des Scheibensatzes 444 auf einem Träger 472 angeordnet. Zumindest einige der Leuchtmittel 460, 462, 464, 466 weisen zueinander unterschiedliche Leuchtmittelabstände 468, 470 auf. Durch eine andere Leuchtmittelbeabstandung 468 im Vergleich mit einer Leuchtmittelbeabstandung 470, die zwischen den Leuchtmittel 462, 464 gegeben ist, ist eine höhere Homogenität bei der Lichtverteilung herzustellen.
Die Leuchtmittel, wie die Leuchtmittel 460, 462, 464, 466, haben elektrische Kontakte, wie Leitungen 480, 480', durch die Strom I₁, I₂ für den Betrieb der Leuchtmittel 460, 462, 464, 466 fließen kann. Die Helligkeit eins Leuchtmittels, genauer eines LED-Bands wird durch die Stärke des Stroms I₁, I₂ beeinflusst. Soll ein LED-Band heller leuchten als ein anderes LED-Band, kann ein anderer Strom durch das LED-Band geschickt werden.
Beide Maßnahmen, die Einstellung eines unterschiedlichen Stroms I₁, I₂ und unterschiedliche Abstände 468, 470 zwischen den Leuchtmitteln 460, 462, 464, 466, tragen zur Homogenität des Streulichts, des diffusen Lichts bei.
Eine weitere Maßnahme zur Schaffung einer möglichst guten Homogenität ist durch ein Ausrichten der Leuchtmittel 460, 462, 464, 466 gegeben. Die Leuchtmittel 460, 462, 464, 466 in der Gestaltung nach 5 strahlen unmittelbar auf die Scheiben 446, 448. Die Vorzugsrichtung des Abstrahlens ist auf den Scheibensatz 444 orientiert.
Der Hohlraum 458 zwischen den Leuchtmitteln 460, 462, 464, 466 und der ersten Scheibe 446 des Scheibensatzes 444 übernimmt mehrere Aufgaben. Dem Licht aus den punktuellen Lichtquellen der Leuchtmittel 460, 462, 464, 466, die als LED-Bänder realisiert sind, und der gewünschten diffusen Streuung auf der Innenseite einer Temperierkammer muss eine ausreichende optische Strecke zur Verfügung gestellt werden, damit aus dem punktuellen Licht der LED-Bänder 460, 462, 464, 466 ein diffuses Licht, u. a. unter Nutzung des Scheibensatzes 444, werden kann. Der Hohlraum 458 sorgt für ein ausreichendes Abfallen im Verlauf des Temperaturprofils, sodass die Leuchtmittel 460, 462, 464, 466 keine Schädigungen trotz hoher Temperaturen im Inneren einer Temperierkammer (vgl. 1, 2, 3) erfahren. Die Verlustwärme von den Leuchtmitteln 460, 462, 464, 466 wird über das Trägermaterial 472 nach Außen abgegeben, der Hohlraum 458 wirkt als thermischer Widerstand von den Leuchtmitteln 460, 462, 464, 466 zum Inneren der das Hintergrundbeleuchtungselement aufnehmenden Temperierkammer genauso wie vom Inneren der Temperierkammer auf die Leuchtmittel 460, 462, 464, 466.
Die in den einzelnen Figuren gezeigten Ausgestaltungsmöglichkeiten lassen sich auch untereinander in beliebiger Form verbinden.
Bezugszeichenliste

1, 100: Materialprüfmaschine, insbesondere Säulenmaterialprüfmaschine
3, 103: erste Säule
5, 105: zweite Säule
7: Lüfter
8: Klimagerät, z. B. Befeuchtungs- und/oder Heizgerät
9: Temperierungskanal
10, 110, 210: Temperierkammer
12, 112, 212, 312: erste Wand
14, 114: zweite Wand
16, 116, 216: dritte Wand
117, 217: Wand, insbesondere weitere Wand der Temperierkammer
18, 118, 218: vierte Wand, insbesondere Tür der Temperierkammer
19, 219: Scharnier, insbesondere senkrecht verlaufendes Schwenkscharnier
20, 120: Fenster, insbesondere erstes Fenster
21: Türgriff
22, 122, 222: Fenster, insbesondere Guckfenster in Tür
23, 223: Dichtung, insbesondere eingelegte Türdichtung
24: Kamera
25, 125: Kamera, insbesondere für Hell-Dunkel-Abtastungen, z. B. als zweite Kamera
26, 126: Probenhalter
28, 128, 228: Probe
30, 130, 230: Innere, insbesondere Innenraum oder Arbeitsraum
40, 140, 240, 340: Wandabschnitt
242, 342, 442: Hintergrundbeleuchtungselement
243: Austauschelement, insbesondere zur Erzeugung einer Basisbeleuchtung
243': Austauschelement, insbesondere ohne jegliche Beleuchtung
144, 144', 144'', 244, 344, 444: Scheibensatz
345: Dichtung, insbesondere erste Scheibensatzdichtung
346, 446: erste Scheibe, insbesondere transparente Scheibe
247, 347, 447: Streumittel, insbesondere ein Aerogel
348, 448: zweite Scheibe, insbesondere streuende Scheibe
349: Dichtung, insbesondere zweite Scheibensatzdichtung
350, 350': Steg, z. B. Edelstahlfolie
351, 451: Einfassung, insbesondere Isolationsmaterialeinfassung
52, 152: Diffusor
358, 458: Hohlraum
59: Leuchtmodul
360, 460: erstes Leuchtmittel, insbesondere LED oder LED-Band
362, 462: zweites Leuchtmittel, insbesondere LED oder LED-Band
364, 464: drittes Leuchtmittel, insbesondere LED oder LED-Band
366, 466: viertes Leuchtmittel, insbesondere LED oder LED-Band
368, 468: erster Leuchtmittelabstand
370, 470: zweiter Leuchtmittelabstand
272, 372, 472: Trägermaterial, insbesondere mit integrierten Leiterbahnen
374: Magnetschicht bzw. magnetisierbare Schicht
78, 378: Gehäuseaußenhülle
480, 480': Leitung
90, 190: erste optische Achse
92, 192: zweite optische Achse
94: Symmetrieachse, insbesondere der Temperierkammer
I₁, I₂: Strom, insbesondere elektrischer Strom

Claims

Temperierkammer (10, 110, 210), zur optischen Messerfassung einer Material- oder Bauteil-Probe (28, 128, 228), die im Inneren (30, 130, 230) der Temperierkammer (10, 110, 210) anordnenbar ist, durch ein Kamerasystem auf Basis eines Messverfahrens mit Hintergrundbeleuchtung (242, 342, 442), dadurch gekennzeichnet, dass ein Wandabschnitt (40, 140, 240, 340) einer Wand (12, 118, 212, 312) der Temperierkammer (10, 110, 210) mit Leuchtmitteln (59, 242, 342, 360, 362, 364, 366, 442, 460, 462, 464, 466) ausgestattet, die durch mindestens eine Schicht des Wandabschnitts (40, 140, 240, 340) von dem Inneren (30, 130, 230) der Temperierkammer (10, 110, 210) getrennt sind und die Bestandteile des Wandabschnitts (40, 140, 240, 340) sind, eine Hintergrundbeleuchtung (242, 342, 442) mit diffusem Licht erzeugt, das von einer Kamera (24, 25, 125) des Kamerasystems aufgenommen werden kann.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkammer (10, 110, 210) ein, bezogen auf den Wandabschnitt (40, 140, 240, 340), andernorts angesiedeltes Fenster (20, 22, 120, 122, 222) hat, durch das Licht aus der Temperierkammer (10, 110, 210) austretend zu einer Kamera (24, 25, 125) gelangen kann.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkammer (10, 110, 210) eine mehrlagige, isolierte Kammer (10, 110, 210) mit einem in ihrem Inneren (30, 130, 230) vorhandenen Prüfraum und Öffnungen zum Durchführen von Befestigungselementen von Spannmitteln ist.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel LEDs (360, 362, 364, 366, 460, 462, 464, 466) sind, die auf einem Träger (472) im Inneren des Wandabschnitts (40, 140, 240, 340) befestigt sind und deren Licht verteilt wird.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein Diffusor (52, 152, 247, 344, 346, 347, 348, 444, 447) zur Verteilung des Lichts vorhanden ist.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Diffusor (52, 152, 247, 344, 346, 347, 348, 444, 447) ein Schichtaufbau dient, der eine erste Glasscheibe (346, 446) und eine zweite Glasscheibe (348, 448) umfasst, zwischen denen ein weiterer Diffusor (347, 447) angeordnet ist.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Glasscheibe (348, 448) streuend ist.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schichtaufbau einen integrierten Teil der Wand (12, 118, 212, 312) bildet.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Diffusor ein Aerogel (247, 347) und/oder eine Milchglasscheibe (348) und/oder eine Satinatglasscheibe umfasst.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (59, 242, 360, 362, 364, 366, 460, 462, 464, 466) durch einen Luftspalt (358, 458) von einer Isolierschicht beabstandet in eine Vorzugsrichtung abstrahlen.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierschicht durch den Schichtaufbau gebildet ist.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Trägerblech (372, 374) für die Leuchtmittel (360, 362, 364, 366) durch magnetische Kräfte gehalten, flächig an einer äußeren Schicht (378) des Wandabschnitts (340) angeordnet ist.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (360, 362, 364, 366, 460, 462, 464, 466) zueinander mit verschiedenen seitlichen Abständen (368, 370, 468, 470) angeordnet innerhalb des Wandabschnitts (340) verteilt sind.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt (240) als eigenständiges, flaches Modul (242, 243, 243') eine Öffnung in der Temperierkammer (210) verschließend durch ein weiteres Modul (243, 243', 242) austauschbar ist.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Modul (242, 243, 243') ein erstes Modul (242) und das weitere Modul (243, 243', 242) ein zweites Modul (243) ist, das mit Leuchtmitteln ausgestattet zur Erzeugung von Licht für eine Basissichtbeleuchtung innerhalb der Temperierkammer (10, 110, 210) gestaltet ist.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach einem der Ansprüche 2 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt (40, 140, 240, 340), das Fenster (20, 22, 120, 122, 222) und die anzuordnende Material- oder Bauteil-Probe (28, 128, 228) – im Wesentlichen – auf einer optischen Achse (90, 190) liegen, die zumindest entweder unter einem von einem rechten Winkel in Bezug auf die Wand (12, 118, 212, 312) der Temperierkammer (10, 110, 210) mit Leuchtmitteln (59, 242, 342, 360, 362, 364, 366, 442, 460, 462, 464, 466) abweichenden Winkel oder unter einem von einem rechten Winkel in Bezug auf eine durch eine Tür (18, 118, 218) aufgespannte Ebene der Temperierkammer (10, 110, 210) abweichenden Winkel verläuft.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Oberfläche des Fensters (20, 22, 120, 122, 222) quer oder rechtwinklig zur optischen Achse (90, 92, 190, 192) angeordnet ist.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt (40, 140, 240, 340) Teil einer der Seitenflächen (12, 212, 312) der Temperierkammer (10, 110, 210) ist.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Wandabschnitt (40, 240) ein an eine Tür (18, 218) anschließender Wandabschnitt (40, 240) und/oder ein parallel zu einer Prüfachse verlaufender Wandabschnitt (40, 140, 240) ist.
Temperierkammer (10, 110, 210) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkammer (10, 110, 210) zu einer Belastungseinrichtung oder zu einer Materialprüfmaschine (1, 100) oder zu einer Säulenmaterialprüfmaschine (1, 100) für eine berührungslose Extensometermessung gehört.
Verfahren zur Erzeugung einer Hintergrundbeleuchtung (242, 342, 442) für ein Messverfahren in einer Temperierkammer (10, 110, 210) durch Leuchtmittel (59, 242, 342, 360, 362, 364, 366, 442, 460, 462, 464, 466), dadurch gekennzeichnet, dass die Leuchtmittel (59, 360, 362, 364, 366, 460, 462, 464, 466) hinter wenigstens einer lichtdurchlässigen Schicht (52, 144, 152, 247, 344, 346, 347, 348, 358, 444, 446, 447, 448, 458) betrieben werden, die Teil eines Wandabschnitts (40, 140, 240, 340) der Temperierkammer (10, 110, 210) ist, wobei die Leuchtmittel (59, 360, 362, 364, 366, 460, 462, 464, 466) als Komponenten des Wandabschnitts (40, 140, 240, 340) in diesem Licht aussenden, wobei der Wandabschnitt (40, 140, 240, 340) das Licht der Leuchtmittel (59, 360, 362, 364, 366, 460, 462, 464, 466) zu einem diffusen Licht streut.
Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Messverfahren berührungslos optisch bei einer Materialprüfung ausgeführt wird.
Verfahren nach Anspruch 21 oder Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Messverfahren eine Dimensionsänderungsmessung mit einem Kamerasystem umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass das diffuse Licht unter Zuhilfenahme der lichtdurchlässigen Schicht (52, 144, 152, 247, 344, 346, 347, 348, 358, 444, 446, 447, 448, 458) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 24, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Leuchtmittel (360, 366, 460) mit einem anderen Betriebsstrom (I₁, I₂) betrieben wird als ein zweites Leuchtmittel (362, 364, 462, 464, 466).
Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Leuchtmittel (360, 366, 460) und das zweite Leuchtmittel (362, 364, 462) nebeneinander angeordnet sind, von denen das Leuchtmittel (360, 366, 460), das mit einem höheren Betriebsstrom (I₂) betrieben wird, näher an einem Rand des Wandabschnitts (140, 240, 340) angeordnet ist als das Leuchtmittel (362, 364, 462, 464, 466), das mit einem niedrigeren Betriebsstrom (I₁) betrieben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 21 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierkammer (10, 110, 210) nach einem der Ansprüche 1 bis 20 ausgebildet ist.