Evakuierbare Meßkammer Die Erfindung betrifft eine evakuierbare Meßkammer
zur Messung der Temperaturabhängigkeit des dynamischen Moduls von Werkstoffen, bei
der eine innerhalb der Meßkammer angeordnete Werkstoffprobe durch ein durch die
Meßkammerwandung geführtes Gestänge halterbar ist, über das Schwingungen von außen
auf die Werkstoffprobe übertragbar sind. Evacuable measuring chamber The invention relates to an evacuable measuring chamber
for measuring the temperature dependence of the dynamic modulus of materials
the one arranged within the measuring chamber material sample through a through the
Measuring chamber wall guided rod can be held, on the vibrations from the outside
can be transferred to the material sample.
Die Messung der Temperaturabhängigkeit des dynamischen Moduls von
Werkstoffen-verschiedenster Art, insbesondere von Polymeren, stellt eine wichtige
Methode zur Bestimmung charaBteristischer Eigenschaften dieser Werkstoffe dar. Die
bekannten für derartige Messungen geeignet erscheinenden Meßkammern weisen jedoch
einen entscheidenden Nachteil auf. Die Durchführungen des die Meßschwingungen auf
die Werkstoffprobe übertragenden Gestänges durch die Meßkammerwandung führen zu
einer erheblichen Dämpfung der Meßschwingungen und damit zu einer Verfälschung der
Meßwerte
des dsynamischen Moduls der Probe. Da die Meßkammer aber
evakuierbar sein muß, um einerseits eine mögliche Oxydation der Probe, andererseits
bei tiefen Temperaturen eine Vereisung von Probe und Gestänge zu vermeiden, ist
das Problem der dämpfungsarmen Durchführung des Gestänges durch die Meßkammerarandung
nicht allein dadurch lösbar, daß das Gestänge ohne kraft- und formschlüssige Berührung
durch die Meßkammerzandung geführt wird.The measurement of the temperature dependence of the dynamic modulus of
A wide variety of materials, especially polymers, is an important one
Method for determining characteristic properties of these materials
however, known measuring chambers which appear suitable for such measurements have
has a decisive disadvantage. The implementation of the measurement oscillations
the material sample transmitting rod through the measuring chamber wall lead to
a considerable damping of the measuring vibrations and thus a falsification of the
Readings
the dynamic modulus of the sample. But since the measuring chamber
It must be possible to evacuate, on the one hand, to prevent possible oxidation of the sample, on the other hand
Avoid freezing of specimen and rods at low temperatures
the problem of the low-damping implementation of the rod through the edge of the measuring chamber
not only solvable by the fact that the linkage without force-fitting and form-fitting contact
is passed through the measuring chamber wall.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, eine evakuierbare Meßkammer
zu entlrickeln, bei der die obengeschilderten Nachteile nicht auftreten. Diese Aufgabe
wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gestänge berührungsfrei durch eine
Bohrung in der Meßkammerwandung geführt ist, und daß das Gestänge und die Neßkammerwandung
durch einen Federbalg vakuumdicht und dämpfungsarm miteinander verbunden sind.The invention was based on the object of an evacuable measuring chamber
to unlock, in which the disadvantages described above do not occur. This task
is achieved according to the invention in that the linkage is contact-free by a
Bore is guided in the measuring chamber wall, and that the rod and the Neßkammerwandung
are connected to one another in a vacuum-tight and low-damping manner by means of a bellows.
In zweckmäßiger Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, den
Federbalg gestängeseitig mit einem auf dem Gestänge befestigten Flansch zu verbinden.
Eine besonders vorteilhafte Verbindung wird erreicht, wenn man den Federbalg in
ringförmige Nuten im Flansch und in der Meßkammerwandung vakuumdicht einlötet bzw.
eingießt. Der Federbalg kann erfindungsgemäß aus Metall, Teflon oder Gummi bestehen.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen vakuumdichten und dämpfungsarmen Verbindung
zwischen Gestänge und Meßkammerrfandung durch den Federbalg besteht darin, daß die
Werkstoffprobe während der Modulmessungen in einer Länge gedehnt oder gestaucht
werden kann, die dem elastischen Federweg des Federbalgs entspricht. Das ist verständlicherfeise
bei den bekannten kraft- und/oder formschlüssigen Verbindungen zwischen Gestänge
und Meßkammerwandung nicht möglich.In an expedient development of the invention, it is proposed that
To connect the bellows on the rod side with a flange attached to the rod.
A particularly advantageous connection is achieved if you put the bellows in
Soldering or vacuum-tight ring-shaped grooves in the flange and in the measuring chamber wall
pours. According to the invention, the bellows can be made of metal, Teflon or rubber.
Another advantage of the vacuum-tight and low-attenuation connection according to the invention
between the linkage and the measuring chamber edge through the bellows is that the
Material sample stretched or compressed in one length during module measurements
which corresponds to the elastic travel of the bellows. That is more understandable
with the known non-positive and / or positive connections between rods
and measuring chamber wall not possible.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispieles näher beschrieben und erläutert.The invention is illustrated below with reference to one in the drawing
Embodiment described and explained in more detail.
Eine Meßkammer 1 weist an ihren Stirnseiten je eine Bohrung 2 auf,
durch die je ein Gestänge 3 und 4 berührungsfrei in die Kammer eingeführt ist. Zwischen
den kammerseitigen Enden der Gestänge 3 und 4 ist eine schraubenförmige Werkstoffprobe
5 aus einem Kunststoff, von dem die Temperaturabhängigkeit seines dynamischen Moduls
gemessen werden soll, eingespannt. Uber das Gestänge 3, das mit einem Wegmesser
6 verbunden ist, wird die von einem elektrodynamischen System 7 erzeugte Schwingung
auf die Werkstoffprobe 5 übertragen. Das Gestänge 4 verbindet das anregende System
7, den Wegmesser 6 und die Werkstoffprobe 5 mit einem Kraftmesser 8. Aus den Amplituden
von Kraft und Weg und ihrer gegenseitigen Phasenverschiebung läßt sich der dynamische
Modul der Werkstoffprobe 5 berechnen. Jedes der beiden Gestänge 3 und 4 ist gegenüber
der Meßkammer 1 durch je einen nachgiebigen Federbalg 9 vakuumdicht abgeschlossen.
Der Federbalg 9 ist auf seiner einen Seite in einer Nut 10 in der Meßkammerwandung,auf
der anderen in einer entsprechenden Nut Ii in einem Flansch 12 eingelötet, der starr
auf dem außerhalb der Meßkammer 1 befindlichen Teistück des Gestänges 3 bzw. 4 befestigt
ist. Die hohe Nachgiebigkeit des Federbalges 9 verhindert einen störenden Einfluß
auf die Schwingung und ermöglicht eine Streckung oder Stauchung der Werkstoffprobe
5.A measuring chamber 1 has a bore 2 on each of its end faces,
through each of which a linkage 3 and 4 is introduced into the chamber without contact. Between
the chamber-side ends of the rods 3 and 4 is a helical material sample
5 made of a plastic, of which the temperature dependence of its dynamic module
to be measured, clamped. About the linkage 3, which is with an odometer
6 is connected, the oscillation generated by an electrodynamic system 7 is
transferred to the material sample 5. The linkage 4 connects the stimulating system
7, the displacement meter 6 and the material sample 5 with a dynamometer 8. From the amplitudes
the dynamic
Calculate the module of material sample 5. Each of the two linkages 3 and 4 is opposite
the measuring chamber 1 is closed in a vacuum-tight manner by a flexible bellows 9 each.
The bellows 9 is on one side in a groove 10 in the measuring chamber wall
the other soldered in a corresponding groove Ii in a flange 12, which is rigid
attached to the part of the rod 3 or 4 located outside the measuring chamber 1
is. The high resilience of the bellows 9 prevents a disruptive influence
on the vibration and enables the material sample to be stretched or compressed
5.
Die Beheizung der Meßkammer 1 erfolgt über eine Heizplatte 13, die
Kühlung durch flüssigen Stickstoff, der ein Kanalsystem 14 in der Meßkammerwandung
durchströmt. Diese Kombination von Heizung und Kühlung ermöglicht das lückenlose
Durchfahren eines Temperaturbereichs zwischen - 1900C und 300°C. Mit Hilfe eines
Thermowiderstandes 15 in der Meßkammerwand und eines handelsüblichen Regelgerätes
läßt sich jede Temperatur des obigen B-reiches digital einstellen. Die Temperaturkonstanz
beträgt im Impulsregelverfahren # 0,1°C.The heating of the measuring chamber 1 takes place via a heating plate 13, which
Cooling by liquid nitrogen, which has a channel system 14 in the measuring chamber wall
flows through. This combination of heating and cooling enables seamless
Passing through a temperature range between - 1900C and 300 ° C. With help of a
Thermal resistor 15 in the measuring chamber wall and a commercially available control device
every temperature of the above B-range can be set digitally. The temperature constancy
in the pulse control method is # 0.1 ° C.