DE1773971A1 - Geraet zum Testen des Materialwiderstands gegen Licht und Witterung - Google Patents
Geraet zum Testen des Materialwiderstands gegen Licht und WitterungInfo
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Description
Dipl.-Chem.
H. Tiedtke
Dlpl.-Ing.
G. Bühling
Dipl.-Chem.
Case Shimadzu-15 / T 2788
βΟΟΟ MÖNCHEN 2
TAL 33
TELEFON 0« 11/226184
Tokyo Metropolitan Government Tokyo / Japan
Shimadzu Seleakusho Ltd.
Kyoto / Japan
Gerät zum Testen des Materialwideretands gegen Licht und Witterung
Die Erfindung bezieht sich auf ein Gerät für die
schnelle LaborbeStimmung des Widerstands zahlreicher Arten
von Materlallen gegen Licht und Witterung.
Es sind verschiedene Arten derartiger, allgemein als Witterungstester bezeichnete Geräte dieser Art bekannt,
In denen zu testende Proben künstlich erzeugten Verhältnissen, nämlich Licht, Temperatur und Feuchtigkeit ausgesetzt werden, um jegliche mit der Zelt eintretende Änderung In Ihrer
109885/04
bad
Farbe, ihrem Aussehen und anderen physikalischen Eigenschaften festzustellen und aufzuzeichnen. Licht, Temperatur und Feuchtigkeit allein sind jedoch nicht ausreichende Faktoren, auf die man sich bei der Simulierung der
Umgebung stützen kann, in welcher sich verschiedene Materialien befinden. Kleidungsstoff z.B. wird nicht nur dem
-, Licht und der Atmosphäre ausgesetzt sondern wird außer- ^ dem durch Schweiß, öl und zahlreiche andere korrosive
Flüssigkeiten verschmutzt. Darüberhinaus wird in den letzten Jahren die Atmosphäre durch zahlreiche Gase wie z.B.
Schwefeldioxyd beträchtlich verunreinigt, die durch Kraftfahrzeuge, chemische oder andere Anlagen und Fabriken erzeugt werden. Um die Umgebungsverhältnisse so nahe wie
möglich zu simulieren, müssen auch diese Faktoren in Betracht gezogen werden.
Bs ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Witterunga-™ tester zu schaffen, bei dem die Simulierungsfaktoren nicht
nur Licht, Temperatur und Feuchtigkeit sind, sondern auch . korrosive Flüssigkeiten wie Schweiß, Seewasser oder dgl.
umfassen und bei denn diese Faktoren einzeln oder in Kombination miteinander und in unterschiedlichem Ausmaß austreten.
Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Witterungstester zu schaffen, bei dem die Simulierungsfaktoren
nicht nur Licht, Temperatur und Feuchtigkeit sowie korro- -
109885/0483
sive Flüssigkeiten umfassen sondern auch korrosive Gase, wobei diese Faktoren einzeln oder in Kombination miteinander und in unterschiedlichem Ausmaß austreten können.
Die im Test verwendeten korrosiven Gase sind im allgemeinen giftig und schaden der Bedienungspereon des
Geräte, wenn sie aus der Testkammer ausströmen.
Es ist daher ein weiteres Ziel der Erfindung, einen Witterungstester zu echaffen, der vollständig das Ausströmen der korrosiven Gase aus der Testkammer verhindert.
Weitere Ziele,. Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung
anhand der beigefügten Zeichnungen, In denen gleiche Bezugszeichen gleiche Teile bezeichnen. Es zeigen:
Fig. 1 eine Aueführungsform der Erfindung in einem Vertikalschnitt;
Fig. 2 in einer der Flg. 1 entsprechenden Darstellung eine weitere Aueführungsform der Erfindung;
Fig. 3 eine der Fig. 1 entsprechende Ansicht, bei der ein anderer Probenhalter dargestellt ist und
Fig. 4 in einer der Fig. 1 entsprechenden Darstellung eine weitere Ausführungeform der Erfindung.
109885/04 8 3 0 ojuG1NM-
In der Pig. 1 ist ein allgemein mit 10 bezeichnetes Gehäuse gezeigt, das dicht gegen die Atmosphäre abgedichtet
ist und in seinem Inneren eine Testkammer 10' begrenzt. Im Inneren der Testkammer befindet sich in der Mitte eines Probenhalters
12 eine Lichtquelle 11, z.'B. eine Xenonlampe, wobei der Probenhalter langsam um die Lampe 11 rotiert. !Die
Lampe wird mit Hilfe geeigneter nicht gezeigter Arme an Ort und Stelle festgehalten. - -
Der Probenhalter besitzt mehrere Hinge 13; mehrere, z.B. vier horizontale Stangen 13'» von denen lediglich zwei
gezeigt sind und die sich radial von einer Antriebswelle 14 wegerstrecken, die sie in gleichem Winkelabetand umgeben;
mehrere, z.B. vier Vertikalstangen 13", von denen lediglich zwei gezeigt sind und die von den Außenenden der Horizontaletangen
13' hochstehen und die Ringe 13 in Vertikalabstand voneinander tragen. Die zu testenden Proben werden an die
Ringe 13 angebunden oder in anderer Weise an diesen befestigt, wie es allgemein bekannt ist. .
Die Antriebswelle 14 ist an ihrem unteren Ende mit einem Kegelrad 17 versehen, welches in ein Kegelrad 17' eingreift,
das über ein Reduktionsgetriebe 19 durch einen Motor 18 gedreht wird.
Im Falle von flüssigen Proben kann der Halter durch einen solchen ersetzt werden, der mit mehreren Kesseln oder
109885/0^83
- 5 Wannen zur Aufnahme der Flüssigkeit versehen ist.
Das Gehäuse 10 besitzt einen Deckel oder eine Decke 10" in Form eines Doms, welcher lösbar an dem
Gehäuse befestigt ist, wie es bei 47 angedeutet ist. Der Deckel 10" wird für den Zugang zur Testkammer sowie
zum Probenhalter 12 abgenommen. Nach oben in Richtung auf die Mitte der Innenseite des Doms öffnet eine Düse 20. M
Ein Tank 21 enthält eine Flüssigkeit, z.B. eine Natriumchlorid, Kupriehlorid, Schwefelsäure oder dgl. enthaltende
Lösung, die mit Hilfe einer Pumpe 22 durch die Düse gegen die Innenfläche des Doms 10" gesprüht werden kann, an der
die Lösung reflektiert wird, so daß sie gleichmäßig naoh unten auf den Halter fällt und die auf-diesem befindlichen
Proben besprenkelt.
Die seitliche Gehäusewand ist in wärmeleitender Zuordnung von einem Paar elektrischer Erhitzer 23 umgeben, die
durch eine Leitung 24 mit Energie versorgt werden. Ferner umgibt eine Kühlleitung 25 in thermisch leitender Zuordnung
die Seitenwand des Gehäuses. Ein Kühlgerät 26 liefert i ein Kühlmittel, das durch die Leitung 25 umläuft,- Das Kühlgerät wird benutzt, wenn ein Ttet unter Raumtemperatur ausgeführt werdtn soll.
109885/0483 bad ORIGINAL
Ein Feuchtigkeitsüberwachungsgerät 27 besitzt einen Wassertank 23, der nahe der Bodenwand der Testkammer
10' mit der Testkammer in Verbindung steht. In dem Tank
ist ein elektrischer Erhitzer 29 vorgesehen, damit das Wasser in die Testkammer verdampft. Zur Beschleunigung der Verdampfung
ist ein Flügelrad 30 für das Umrühren des Wassers ,vorgesehen. Im Weg des Dampfs vom Wasser in den Tank ist
zur Überwachung des Feuchtigkeitsgehalts der Atmosphäre innerhalb der Testkammer ein Wärmefühler 31 vorgesehen,
um die Temperatur der Atmosphäre zu ermitteln und ein ent- (
sprechendes elektrisches Signal zu erzeugen. Sobald durch das Element 31 eine vorbestimmte Temperaturhöhe festgestellt
worden ist, schaltet sich eine Steuerschaltung ein, worauf-. hin Schalter 33 geöffnet wird, um die Zuführungsleitung zum
elektrischen Erhitzer 29 im Wassertank zu unterbrechen, bis die Temperatur des Dampfs auf ein vorbestimmtes Niveau reduziert
worden ist. Auf diese Weise wird die Temperatur des aus dem Wasser im Tank 28 aufsteigenden Dampfe und dementsprechend
die Feuchtigkeit in der Atmosphäre der Testkammer 10* auf einem vorbestimmten konstanten Bfiveau gehalten.
An der Bodenwand des Gehäuses 10 ist ein Dränrohr
vorgesehen, um die korrosive Flüssigkeit oder dgl* abzuziehen. '
BAD ORIGINAL 1098 85/0483
Beim Einsatz des Geräts werden die zu testenden Proben an dem Halter 12 festgebunden oder in anderer Weise
daran befestigt. Der Halter wird dann langsam gedreht, wobei die Lampe 11 erleuchtet ist. Durch Betätigen des FeuchtigkeitsüberwachungBgeräts
27 und gegebenenfalls des Erhitzers 23 oder des Kühlgeräts 26 wird die Feuchtigkeit und die
Temperatur in der Testkammer 10' auf einem vorbestimmten konstanten Niveau gehalten. Dann wird über die Düse 20
korrosive Flüssigkeit versprüht, die durch den Dom reflek- ™
tiert und gleichmäßig nach unten auf den Halter verteilt wird, wie es bei 35 angedeutet ist, um in Verbindung mit
dem Licht, der Temperatur und der Feuchtigkeit die verschiedensten Wirkungen auf die Proben auszuüben.
Die Fig. 2 zeigt eine weitere Ausführungsform der
Erfindung. In diesem Fall ist die Konstruktion und Anordnung allgemein gleich derjenigen der Ausführungsform nach
Fig. 1 mit der Ausnahme, daß in der Fig. 2 an der Bodenwand ä
des Gehäuses 10 eine weitere Düse 36 öffnet, die ein korrosives
Gas, z.B. Schwefeldioxyd in die Testkammer 10" einleitet, welches über eine Leitung 38 aus einer Flasche 37
zugeführt wird, sowie mit der weiteren Ausnahme, daß zentral innerhalb des Halters 12 unter der Lampe 11 ein durch einen
Motor 40 getriebenes Flügelrad 39 vorgesehen ist, um das Gas gleichförmig zu verbreiten und in der Kammer umlaufen zu
lassen. Mit der Anordnung nach Fig. 2 ist es möglich, die Wirkung eines korrosiven Gases auf die Proben getrennt oder
109885/0 4 83 _,
BAD ORIGI
in Kombination mit anderen Faktoren festzustellen. .
In den Figuren 1 und 2-hat der Probenhalter 12
eine zylindrische Form, wobei die durch die Ringe 13 gehaltenen Proben Allgemein vertikal angeordnet sind.
Die Fig. 3 zeigt einen Halter, der Proben in unterschiedlichen Winkelstellungen halten kann. Hier besitzt
der Halter mehrere Ringe 42 unterschiedlichen Durchmessers; mehrere Tragarme 43, die sich radial von der Welle
14 wegerstrecken und diese mit gleichem Winkelabstand untereinander umgeben; mehrere auf jeden der Horizontalarme
aufgesetzte Vertikalarme 44, die in Radialabstand zueinander stehen. Die Ringe 42 sind konzentrisch zueinander angeordnet und auf den oberen Enden der Vertikalarme getragen,
wobei jeder im Abstand unter dem des nächst größeren Durchmessers liegt. Man erkennt, daß je nach der Befestigungslage der Proben auf dem Halter letztere in unterschiedlichen Winkellagen gegenüber der vertikalen Drehachse des
Halters liegen können und das die korrosive Flüssigkeit für unterschiedliche Zeitspannen auf den Proben verbleibt.
Bei gleicher Menge an aus der Düse 20 versprühter korrosiver Flüssigkeit ist es möglich, den Widerstand der Proben
festzustellen, wie sie sich in unterschiedlichen lagen befinden.
ÖAO OBIGINAL 109885/0483
Zwar ist bei den oben genannten Ausführungsformen
das Gehäuse 10 fest abgedichtet; wenn jedoch das korrosive Gas,z.B. Schwefeldioxyd ausströmt, würde es der Bedienungsperson
des Geräts schaden.
Die Pig. 4 zeigt eine Anordnung, die vollständig jeglichen Leckverlust an in die Testkammer eingeführtem
korrosiven Gas verhindern kann. Es ist ein Gehäuse 50 %
mit einer Doppelwandkonstruktion gezeigt, die eine Innenwand 51 sowie eine Außenwand 52 mit einem Zwischenraum 53
aufweist, wobei die Innenwand die Testkammer 50.' umgrenzt.
In der Innenwand 51 und Außenwand 52 des Gehäuses sind für den Zugang in die Testkammer 50' Türen 51' und 52· vorgesehen.
Ein allgemein mit 54 bezeichnetes Reinigungsgerät besitzet ein Außenrohr 55 und ein Innenrohr 56. Das obere
Ende 57 des Außenrohrs 55 ist zur Atmosphäre offen, während das untere Ende dieses Rohrs zu einem Dränrohr 57 geformt g
ist. Das Außenrohr 56 besitzt außerdem eine Zwischenkammer 58, welche mit einem geeigneten Adsorptionsmaterial, z.B.
Stücken aus porösem Biscuitporzellan 59 gefüllt ist. Eine Leitung 60 ergießt Wasser in die Kammer 58, das unter Schwerkraftwirkung
durch die Stücke 59 des Adsorptionsmaterials naoh unten gelangt und schließlich durch das Rohr 57 abgeführt
wird. Unterhalb der Kammer 58 ist das Innenrohr über eine Leitung 61 an den Zwischenraum 53 des Gehäuses
und über eine Leitung 62 an die Teatkammer 50* angeschlossen.
BAD
109885/0483
.- ίο -
Das obere Ende des Innenrohrs ist durch einen Deckel 63
geschlossen, damit das aus der Kammer 58 des Außenrohrs
55 abtropfende Wasser nicht in das Innenrohr 56 gelangt,
wobei unterhalb des Deckels 63 in. dem Innenrohr öffnungen
62' vorgesehen sind. ·
In der Leitung 62 befindet sich ein Ventil 64,
P das die Leitung 62 schließt, wenn die Testkammer 50* mit
einem korrosiven Gas gefüllt ist, und welches die Leitung
öffnet, wenn die Kammer 50* entleert werden soll.
Nahe dem oberen Ende des Außenrohrs 55 des Reinigers befindet sich ein durch einen Motor 66 angetriebenes
Gebläse 65, das auf die Leitungen 61 und 62 einen Sog ausübt, um den Abzug des Gases aus dem Zwischenraum 53 und der
Testkammer 50' zu beschleunigen. .
Sollte das durch die Düse 36 in die Testkammer 50■
, eingeführte Gas, z.B. Schwefeldioxyd in den Raum 53 zwischen den Gehäusewänden 51 und 52 austreten, wird die das
giftige Gas enthaltende Luft des Raums 53 durch das in dem
Reiniger 54 vorgesehene Gebläse 65 abgesaugt und strömt durch die Leitung 61 und das Innenrohr 56 des Reinigers
sowie dann durch die öffnungen 62 hinaus in das AuSenrohr 55-
109886/0483 bad .original
Das Gas steigt dann durch die Stücke 59 des Adsorptionsmaterials in der Kammer 58 auf, wo das Gas mit dem aue der
Leitung 60 abtropfenden Wasser reagiert; die sich, ergebende Lösung, z.B. schweflige Säure fällt nach unten und wird
schließlich durch das Dränrohr 57 abgeführt. Die Konzentration der Säure ist im allgemeinen so niedrig, daß die Säure
harmlos ist. Gegebenenfalls kann jedoch die Säure auch neutralisiert werden. Die von dem giftigen Gas befreite
Luft wird durch.das obere offene Ende des Außenrohre 55 des Reinigers 54 an die Atmosphäre abgegeben.
Da der Raum 53 zwischen den Wänden des Gehäuses 50 mit Rücksicht auf den durch das Gebläse 65 ausgeübten
Sog auf einem gegenüber dem Atmosphärendruck etwas niedrigerem Druck gehalten wird, tritt das in dem Raum 53 befindliche
Gas nicht unmittelbar durch die Außenwand 52 des Gehäuses in die Atmosphäre aus. ·
Nach Beendung des Tests wird das Ventil 64 in der
Leitung 62 geöffnet, so daß das in der Testkammer befindliche giftige Gas gereinigt und dann in der oben beschriebenen Weise
abgeführt wird. Die Türen 52' und 51· werden zur Entnahme
der Proben geöffnet.
Die Erfindung wurde an einigen bevorzugten Ausführungsformen
der Erfindung erläutert; selbstverständlich haben diese
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Ausführungsformen nur repräsentative Bedeutung; es können
zahlreiche Änderungen und Modifikationen vorgenommen werden, ohne daß der Erfindungsbereich verlassen wird, wie er durch
die beigefügten Ansprüche definiert ist.
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Claims (10)
1. Gerät zum Testen des Widerstands verschiedener Materialproben gegen Licht und Witterung, gekennzeichnet
durch ein dicht gegenüber der Atmosphäre abgedichtetes Ge- >
häuse (10; 50), durch eine in dem Gehäuse untergebrachte Lichtquelle (11), durch eine Einrichtung (12; 41) für das
Halten der Proben rund um die Lichtquelle; durch eine Ein- *
richtung (14, 18) für das Drehen des Halters (12; 41) um die Lichtquelle (11), durch eine Einrichtung (23; 25, 26) für
die Überwachung der Temperatur innerhalb des Gehäuses, durch eine Einrichtung. (27) für die Überwachung der Feuchtigkeit
in dem Gehäuse und durch eine Einrichtung (20) für das Versprühen einer korrosiven Flüssigkeit über die Proben.
2. Gerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenhalter (41) mehrere Ringe (42) unterschiedlichen
Durchmessers sowie mehrere diese Ringe konzentrisch "
um eine vertikale Drehachse (14) haltende Arme aufweist, wobei jeder Ring im Abstand unter dem Ring des nächst gröseeren
Durchmessers angeordnet ist und die Proben derart lösbar an den Ringen befestigt sind, daß sie gegenüber der
Drehachse (14) in unterschiedlichen Winkelstellungen gehalten
sind.
3* Gerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung zur Temperaturüberwachung (23;
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25, 26) eine Heizvorrichtung (23) sowie eine Kühlvorrichtung (25, 26) aufweist, die beide in thermisch leitender Beziehung
zum Gehäuse (10) angeordnet sind.
4. Gerät nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß das Gehäuse (10) einen domförmigen Deckel (10") aufweist und die Einrichtung (20) für das Versprühen einer
korrosiven Flüssigkeit einen außerhalb des Gehäuses angeordneten und die korrosive Flüssigkeit aufnehmenden Tank (21),
eine innerhalb des Gehäuses oberhalb des Halters (12; 41) angeordnete, zum Dom hin offene Düse (20), eine den Tank und
die Düse verbindende Leitung sowie eine In diese Leitung eingeschaltete
Pumpe (22) aufweist.
5. Gerät nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung für die Überwachung der Feuchtigkeit (27) einen mit dem Gehäuse (10) verbundenen Wassertank
(28), einen innerhalb des Tanks angeordneten elektrischen Erhitzer (29), einen oberhalb des Wassertanks angeordneten
Temperaturfühler (31) für aus dem Wassertank aufsteigenden. Dampf und eine in Abhängigkeit vom Temperaturfühler arbeitende, die Zufuhr an elektrischer Energie zu dem Erhitzer
(29) steuernde Einrichtung (32) aufweist.
6. Gerät nach Anspruch 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Einrichtung (36) für das Einführen wenigstens
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- 15 eines korrosiven Gases in das Gehäuse (10, 50).
7. Gerät nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, da^ die Einrichtung (36) für das Einführen eines korrosiven
Gases einen Gasbehälter (37), eine diesen Behälter mit dem Gehäuse (10, 50) verbindende Leitung (38) sowie eine Einrichtung
für die Regulierung-des Gasstroms durch diese Leitung aufweist.
8. Gerät nach Anspruch 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (50) eine Innenwand (51) und eine
Außenwand (52) aufweist, die zwischen sich einen Raum (53) begrenzen und von denen die Innenwand (51) eine Testkammer
(50') umgibt, wobei eine mit diesem Raum (53) verbundene Reinigungseinrichtung (54) für das Entfernen des aus der
Testkammer in diesen Raum eingetretenen Gases vorgesehen ist.,
9. Gerät nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet,
daß die Reinigungseinrichtung (54) sowohl mit der Testkammer '
(501) als auch mit dem Raum (53) verbunden ist, wobei Einrichtungen (64) für die Herstellung und Unterbrechung der
Verbindung zwischen der Reinigungseinrichtung (54) und der Testkammer (50') vorgesehen sind.
10. Gerät nach Anspruch 8 oder 9· gekennzeichnet durch eine Einrichtung (65) für die Erzeugung eines Sogs
in dem Raum (53) über die Reinigungseinrichtung (54).
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Applications Claiming Priority (3)
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| JP5087467 | 1967-08-07 | ||
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-
1968
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- 1968-08-06 US US750594A patent/US3488681A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE1773971B2 (de) | 1974-02-14 |
| US3488681A (en) | 1970-01-06 |
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