DE2423052C3 - Verfahren und Vorrichtung zur beschleunigten Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben im Freien - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zur beschleunigten Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben im FreienInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur beschleunigten Prüfung der Wetterbeständigkeit von
Proben im Freien, bei dem die Proben den Witterungseinflüssen einschließlich der natürlichen Globalstrahlung
ausgesetzt werden, sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Zur Beschleunigung der Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben bei üblichen Freibewitterungsprüfungen,
die zwar ein gutes Urteil über die Widerstandsfähigkeit von Erzeugnissen gegen Veränderungen, die
durch die Einwirkung des Wetters bedingt sind, erlauben, jedoch mehrere Jahre dauern und daher
zeitaufwendig sind, sind bereits mehrere Maßnahmen vorgeschlagen worden.
So werden gemäß den Angaben in der Zeitschrift
to »Farbe und Lack« 77 (1971), Nr. 6, Seiten 518 bis 520, die zu prüfenden Proben während des Tages der Einwirkung
einer durch Flachspiegel achtfach verstärkten Sonnenstrahlung ausgesetzt. Diese intensive Bestrahlung
führt zu hohen Oberflächentemperaturen der Proben, die daher zusätzlich mit einem starken
Luftstrom gekühlt werden müssen. Nach einer anderen Ausführungsform werden die Proben künstlich beregnet.
Diese bekannte Prüfvorrichtung ist bei bewölktem Himmel nicht in Betrieb, so daß die Prüfergebnisse stark
von der Dauer der ungehinderten Sonneneinstrahlung abhängig sind. Infolge der Einwirkung einer achtfach
verstärkten Sonnenstrahlung und einer zusätzlichen Kühlung bzw. Beregnung kann hier nicht von der
Einwirkung eines naturgemäß belassenen Freiluftklimas und einer naturgemäß belassenen Globalstrahlung auf
die Proben gesprochen werden.
In der Zeitschrift »Kunststoffe« 60 (1970), Heft 6, Seiten 391 bis 397, wird eine beschleunigte Prüfung und
Bewertung der Licht- und Alterungsbeständigkeit von Kunststoffen durch Bestrahlen mit einem Xenon-Strahler
beschrieben. Diese Bestrahlung erfolgt unter Einhaltung bestimmter Bewegungs- und Trockenzyklen
und dgl. in einem geschlossenen Prüfgerät, also nicht im Freien. Diese Prüfung hat den Nachteil, daß mit Hilfe
eines derartigen Gerätes nicht vollständig alle Einflüsse eines natürlichen Freiluftklimas simuliert werden
können, so daß in einigen Fällen die erhaltenen Ergebnisse der beschleunigten Prüfung nicht mit
denjenigen übereinstimmen, die mit mehrjährigen Freibewitterungsprüfungen erzielt worden sind. Die
verwendeten Xenonstrahler weisen zudem eine hohe Intensität des IR-Anteils der Strahlung (bei 850 und
900 nm, vgl. Abb. 1) auf, wodurch eine unnatürlich starke Erwärmung der Proben erfolgt, was ebenfalls zu den
erwähnten Abweichungen der Prüfergebnisse gegenüber denen der Freibewitterung beiträgt
Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es daher, ein Verfahren zur beschleunigten Prüfung der Wetterbeständigkeit
von Proben im Freien zu finden, welche es erlaubt, die natürliche Globalstrahlung und die Klimaeinflüsse
eines Freiluftklimas beizubenalten. Dabei sollte die Periode der Dunkelheit dazu benutzt werden,
die Probenkörper der Einwirkung einer künstlichen optischen Bestrahlung einer oder mehrerer entsprechender
Strahlungsquellen auszusetzen, um damit die Prüfzeit abzukürzen. Aufgabe der Erfindung war es
weiterhin, eine Vorrichtung zu entwickeln, die mit einem geringen Arbeitsaufwand bedienbar ist od es erlaubt,
daß die Durchführung des Verfahrens automatisch erfolgen kann, d. h. die Vorrichtung sollte bei bestimmten
Bestrahlungsstärken selbsttätig Ein- und Ausschaltungen ermöglichen. Trotzdem sollten die Probekörper
während der gesamten Prüfdauer den Klimaeinflüssen eines Freiluftklimas ausgesetzt bleiben, um ein möglichst
objektives Bild über die bei den Probekörpern aufgetretenen Veränderungen zu erlangen.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß dieser Aufgabe ein Verfahren zur beschleunigten Prüfung der
Wetterbeständigkeit von Proben im Freien gerecht wird, bei dem die Proben den Witterungseinflüssen
einschließlich der natürlichen Globalstrahlung ausgesetzt und während der Dunkelheit zusätzlich einer
künstlichen superaktiven Bestrahlung mit einer Stärke von 600 ± 200 W/m2 ausgesetzt werden.
Die superaktinische Strahlung hat folgende Eigenschaften:
1. das Maximum ihrer relativen spektralen Energie liegt auf der Grenze zwischen dem ultravioletten
und dem sichtbaren Strahlungsbereich bei etwa einer Wellenlänge von 380 nm,
2. die relative spektrale Energieverteilung ist im ultravioletten Strahlungsbereich der der Globalstrahlung
ähnlich,
3. sie enthält — wie die Globalstrahlung — keine UV-Strahlung unterhalb 290 bis 300 nm, wodurch
die Bewitterungsergebnisse verfälscht würden, und
4. sie enthält keine sichtbare Strahlung und infrarote Strahlung oberhalb einer Wellenlänge von 600 nm.
Die Strahlung oberhalb von 600 nm bewirkt keine chemischen Veränderungen der Proben, sondern
erwärmt diese nur.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens besteht aus einem
Prüfgestell mit einem Probenträger, wobei der Probenträger und ein Träger für die superaktinischen
Strahlungsquellen derart relativ zueinander bewegbar sind, daß sich die Strahlungsquellen wahlweise über den
Proben befinden oder nicht
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform sind an dem Prüfgestell bzw. Probenträger und/oder an dem
Träger für die superaktinischen Strahlungsquellen Führungsvorrichtungen, vorzugsweise Schienen, Spindeln
oder Rollen, angebracht, wobei die Führungsvorrichtung in Kombination mit einer Antriebsvorrichtung
steht.
Die superaktinischen Strahlungsquellen und/oder die Antriebsvorrichtung sind vorzugsweise über einen
Dämmerungsschalter ein- und/oder ausschaltbar.
Gemäß einer zweckmäßigen Ausführungsform sind an dem Prüfgestell bzw. Probenträger und/oder an dem
Träger für die superaktinischen Strahlungsquellen Transporthilfsvorrichtungen, vorzugsweise Rollen, Räder
oder Kugeln, angebracht
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind an dem Prüfgestell bzw. Probentr^ger und/oder an
den Führungsvorrichtungen und/cder an dem Träger für die superaktinischen Strahlungsquellen Endschalter
angebracht, durch welche die Antriebsvorrichtung ausschaltbar ist sobald der Probenträger und der
Träger für die superaktinischen Strahlungsquellen annähernd übereinander stehen oder sich in einem
solchen Abstand voneinander entfernt haben, daß das Tageslicht ungehindert auf die Proben fallen kann.
Als Führungsvorrichtungen sind zweckmäßig Schienen, Spiralen oder Bänder ganz oder teilweise
geradlinig verlaufend angebracht. Hierdurch wird die Störungsanfälligkeit der Vorrichtung verringert
Gemäß einer anderen vorteilhaften Ausführungsform sind das Prüfgestell bzw. der Probenträger und/oder der
Träger für die superaktinischen Strahlungsquellen durch eine Spindel oder einen Seilzug unter Mitverwendung
von Transporthilfsvorrichtungen, vorzugsweise Rollen, Räder oder Kugeln, mittels der Antriebsvorrichtung
aufeinanderzu beweglich und durch den Dämmerungsschalter bei ungenügendem Tageslicht einschaltbar und
die Antriebsvorrichtung durch einen Endschalter ausschaltbar, sobald der Probenträger und/oder der
Träger für die superaktinischen Strahlungsquellen in einem bestimmten Abstand übereinander stehen.
Umgekehrt sind innerhalb der vorteilhaften Ausführungsform des Prüfgestells bzw. der Probenträger
und/oder der Träger für die superaktinischen Strahlungsquellen durch die Transportvorrichtungen, vorzugsweise
Spindeln, Seilzüge, Räder oder Kugeln und Schienen voneinanderweg bewegbar angeordnet und
stehen in Kombination mit der Antriebsvorrichtung und dem Dämmerungsschalter, wobei die Antriebsvorrichtung
bei ausreichender Helligkeit durch den Dämmerungsschalter einschaltbar und durch den Endschalter
ausschaltbar ist und die superaktinischen Strahlungsquellen durch den Dämmerungsschalter und/oder durch
den Endschalter ausschaltbar sind, sobald ein ungehinderter Tageslichteinfall auf die Proben vorhanden ist
Nach einer zweckmäßigen Ausführungsform ist der Träger für die superaktinischen Strahlungsquellen durch
Scharniere an dem Prüfgestell befestigt und nach oben, unten oder nach einer Seite wegklappbar angeordnet
Es wurde somit gefunden, daß durch das erfindungsgemäße Verfahren und die erfindungsgemäße Vorrichtung
eine beschleunigte Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben unter den üblichen Klimaeinflüssen
eines Freiluftklimas erreicht werden kann, die eine gute Übereinstimmung mit den unter normaler Freibewitterung
erzielten Ergebnissen zeigt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß die normalen
klimatischen Einflüsse eines Freiluftklimas während der Gesamtprüfdauer wirksam bleiben und die Probenkörper
auch bei der nächtlichen, künstlichen Bestrahlung keinen anormal erhöhten Temperaturen ausgesetzt
sind, da hohe Proben-Temperaturen eine andersartige Veränderung der Probenkörper als bei einer natürlichen
Freibewitterung hervorrufen können.
In der Zeichnung ist eine besonders vorteilhafte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung
schematisch dargestellt.
Bei Eintritt der Abenddämmerung schließt der Dämmerungsschalter 5. Dadurch erhält der Getriebemotor
7 einen Steuerimpuls und bewegt über einen Kettenantrieb die Antriebsspindel 8. Der fahrbare
Träger 2 für die superaktinischen Strahlungsquellen 3 (Leuchtstofflampen) bewegt sich in Richtung des
Probenträgers 1 und gibt den Endschalter 4b frei; dadurch werden durch einen Elektroimpuls die superaktinischen
Strahlungsquellen und der Betriebsstunden-Zähler eingeschaltet. Beim Erreichen der Endstellung
betätigt eine Leiste den Endschalter 4a; dadurch kommt der Motor zum Stillstand. In diesem Zustand bleibt die
Anlage bis zur Morgendämmerung; dann öffnet der Dämmerungsschalter und durch einen dadurch ausgelösten
Steuerimpuls schaltet der Getriebemotor ein und bewegt die Antriebsspindel mit umgekehrter Drehrichtung.
Der fahrbare Träger für die superaktinischen Strahlungsquellen entfernt sich von dem Probenträger
und gibt den Endschalter 4a frei; dadurch werden durch einen Elektroimpuls die superaktinischen Strahlungsquellen und der Betriebsstundenzähler ausgeschaltet.
Das Prüfgestell kann beispielsweise aus verzinktem Winkelstahl bestehen, wobei innerhalb einer Ausführungsform
ein Gestell mit 4 m Länge und 2 m Breite verwendet wurde. Das Prüfgestell sollte nach Süden
gerichtet sein, auf dem der Probenträger so befestigt ist, daß er beispielsweise um 45° zur Horizontalen geneigt
isL Der fahrbare Träger für die superaktinischen Strahlungsquellen sollte dem Probenträger in seiner
Fläche annähernd entsprechen.
Innerhalb einer Ausführungsform wurde ein fahrbarer Träger für die superaktinischen Strahlungsquellen
mit einer quadratischen Fläche von 2 m χ 2 m, bestückt mit 5 Leuchtstoffröhren von 1500 mm Länge, vorzugsweise
Leuchtstoffröhren für Pauszwecke mit superaktinischer Strahlung, und notwendigem Zubehör (Drosselspulen,
Lampenfassungen und -halterungen, Starter) verwendet. Die Strahlungsquellen sollten im Träger für
die Strahlungsquellen nach oben hin mit Reflektoren aus einem wetterbeständigen Werkstoff versehen sein,
damit der Strahlungseinfall auf die Probekörperflächen verstärkt wird.
Die vorzugsweise langen röhrenförmigen superaktinischen Strahlungsquellen sollten einen solchen Abstand
voneinander haben und deren Reflektoren so angeordnet sein, daß die Bestrahlungsstärke auf allen
Flächenelementen der ganzen, von den Probekörpern eingenommenen Fläche nicht mehr als ±10% vom
arithmetischen Mittelwert der Bestrahlungsstärken der einzelnen Flächenelemente abweicht Der Abstand der
Strahlungsquellen zu den Proben beträgt 50 bis 500 mm, vorzugsweise 100 bis 200 mm. Dieser Abstand ist
abhängig von der gewünschten Bestrahlungsstärke auf den Probekörpern. Die Bestrahlungsstärke auf der
Oberfläche der Probekörper sollte 600 ± 200 W/m2 betragen.
Um eine automatische Schaltung und Steuerung zu ermöglichen, ist der Dämmerungsschalter elektrisch
leitend mit Schaltern in einem Schalterkasten für die Antriebsvorrichtung und die superaktinischen Strahlungsquellen
verbunden.
Innerhalb der Vorrichtung sind weiterhin neben dem Getriebemotor, den Endschaltern und dem Dämmerungsschalter
zweckmäßig Schaltschütze, Schalter, Stundenzähler und dgl. vorgesehen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (10)
1. Verfahren zur beschleunigten Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben im Freien, bei dem
die Proben den Witterungseinflüssen einschließlich der natürlichen Globalstrahlung ausgesetzt werden,
dadurch gekennzeichnet, daß die Proben während der Dunkelheit zusätzlich einer künstlichen
superaktinischen Bestrahlung mit einer Stärke von 600 ± 200 W/m2 ausgesetzt werden.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Prüfgestell
mit einem Probenträger, dadurch gekennzeichnet, daß der Probenträger (1) und ein Träger (2) für
superaktinische Strahlungsquellen (3) derart relativ zueinander bewegbar sind, daß sich die Strahlungsquellen (3) wahlweise über den Probeu (1) befinden
oder nicht
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Prüfgestell bzw. Probenträger
(1) und/oder an dem Träger (2) für die superaktinischen Strahlungsquellen (3) Führungsvorrichtungen,
vorzugsweise Schienen, Spindeln oder Rollen, angebracht sind und die Führungsvorrichtung in
Kombination mit einer Antriebsvorrichtung (7) steht.
4. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die superaktinischen Strahlungsquellen
(3) und/oder die Antriebsvorrichtung (7) über einen Dämmerungsschalter (5) ein- und/
oder ausschaltbar sind.
5. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Prüfgestell bzw.
Probenträger (1) und/oder an dem Träger (2) für die superaktinischen Strahlungsquellen Transporthilfsvorrichtungen,
vorzugsweise Rollen, Räder oder Kugeln, angebracht sind.
6. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Prüfgesteü bzw.
Probenträger (1) und/oder an den Führungsvorrichtungen und/oder an dem Träger (2) für die
superaktinischen Strahlungsquellen Endschalter (4a, Ab) angebracht sind, durch welche die Antriebsvorrichtung
(7) ausschaltbar ist, sobald der Probenträger (1) und der Träger (2) für die superaktinischen
Strahlungsquellen annähernd übereinander stehen oder sich in einem solchen Abstand voneinander
entfernt haben, daß das Tageslicht ungehindert auf die Proben fallen kann.
7. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß als Führungsvorrichtungen
Schienen, Spiralen oder Bänder ganz oder teilweise geradlinig verlaufend angebracht sind.
8. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Prüfgestell bzw. der
Probenträger (1) und/oder der Träger (2) für die superaktinischen Strahlungsquellen durch eine Spindel
(8) oder einen Seilzug unter Mitverwendung von Transporthilfsvorrichtungen, vorzugsweise Rollen,
Räder oder Kugeln, mittels der Antriebsvorrichtung (7) aufeinander beweglich und durch den Dämmerungsschalter
(5) bei ungenügendem Tageslicht einschaltbar sind, daß die Antriebsvorrichtung (7)
durch einen Endschalter ausschaltbar ist, sobald der Probenträger (1) und/oder der Träger (2) für die
superaktinischen Strahlungsquellen in einem bestimmten Abstand übereinander stehen.
9. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß das Prüfgestell bzw. der
Probenträger (1) und/oder der Träger (2) für die superaktinischen Strahlungsquellen durch Transportvorrichtungen,
vorzugsweise Spindeln, Seilzüge, Räder oder Kugeln und Schienen voneinanderweg
bewegbar angeordnet sind und in Kombination mit der Antriebsvorrichtung (7) und dem Dämmerungsschalter
(5) stehen, wobei die Antriebsvorrichtung bei ausreichender Helligkeit durch den Dämmerungsschalter
einschaltbar und durch den Endschalter ausschaltbar ist und die superaktinischen
Strahlungsquellen (3) durch den Dämmerungsschalter oder durch den Endschalter ausschaltbar sind,
sobald ein ungehinderter Tageslichteinfall auf die Proben vorhanden ist
10. Vorrichtung nach Ansprüchen 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Träger (2) für die
superaktinischen Strahlungsquellen durch Scharniere an dem Prüfgestell befestigt und nach oben, unten
oder nach einer Seite wegklappbar angeordnet ist
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742423052 DE2423052C3 (de) | 1974-05-13 | 1974-05-13 | Verfahren und Vorrichtung zur beschleunigten Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben im Freien |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19742423052 DE2423052C3 (de) | 1974-05-13 | 1974-05-13 | Verfahren und Vorrichtung zur beschleunigten Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben im Freien |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
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DE2423052A1 DE2423052A1 (de) | 1975-11-27 |
DE2423052B2 DE2423052B2 (de) | 1980-12-18 |
DE2423052C3 true DE2423052C3 (de) | 1981-08-20 |
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ID=5915364
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19742423052 Expired DE2423052C3 (de) | 1974-05-13 | 1974-05-13 | Verfahren und Vorrichtung zur beschleunigten Prüfung der Wetterbeständigkeit von Proben im Freien |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE2423052C3 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004048028A1 (de) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Bundesanstalt für Materialforschung und -Prüfung (BAM) | Prüfvorrichtung für Qualität und Lebensdauer von transparenten Kunststoffplatten und Prüfverfahren |
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DE2948175A1 (de) * | 1979-11-30 | 1981-06-04 | Original Hanau Heraeus Gmbh, 6450 Hanau | Licht- und wetterechtheitspruefgeraet |
DE3047370C2 (de) * | 1980-12-16 | 1985-11-21 | Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch den Bundesminister für Wirtschaft in Bonn, dieser vertreten durch den Präsidenten der Bundesanstalt für Materialprüfung (BAM), 1000 Berlin | Gerät zur Bestimmung der Licht- und Wetterbeständigkeit |
FR2718238B1 (fr) * | 1994-04-05 | 1996-06-28 | Max Stapfer | Dispositif pour déterminer la stabilité à la lumière des produits naturels et synthétiques. |
JP4827700B2 (ja) * | 2006-11-24 | 2011-11-30 | ナガノサイエンス株式会社 | 光安定性試験装置 |
CN107393971A (zh) * | 2016-05-16 | 2017-11-24 | 昱晶能源科技股份有限公司 | 回复太阳能电池模块的效率的方法及其可携式装置 |
-
1974
- 1974-05-13 DE DE19742423052 patent/DE2423052C3/de not_active Expired
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004048028A1 (de) * | 2004-09-28 | 2006-04-13 | Bundesanstalt für Materialforschung und -Prüfung (BAM) | Prüfvorrichtung für Qualität und Lebensdauer von transparenten Kunststoffplatten und Prüfverfahren |
DE102004048028B4 (de) * | 2004-09-28 | 2006-08-24 | Bundesanstalt für Materialforschung und -Prüfung (BAM) | Prüfvorrichtung für Qualität und Lebensdauer von transparenten Kunststoffplatten und Prüfverfahren |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE2423052B2 (de) | 1980-12-18 |
DE2423052A1 (de) | 1975-11-27 |
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