DE3741429A1 - Vorrichtung zur durchfuehrung von werkstoffpruefungen - Google Patents
Vorrichtung zur durchfuehrung von werkstoffpruefungenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung
von Werkstoffprüfungen, insbesondere zur Messung von
Längen- und/oder Breitenänderungen bzw. von ein- oder
mehrdimensionalen Verformungen an in einer Spann- oder
Haltevorrichtung eingespannten Werkstoffproben, die dazu
mit der Längen- und/oder Breitenbestimmung dienenden,
durch optische Meßaufnehmer abtastbaren Markierungen
versehen sein können.
Derartige Vorrichtungen sind insbes. als
Universal-Prüfmaschinen bekannt, die die Untersuchung
praktisch aller festen Werkstoffe in Zug-, Druck-, Biege
und Wechsellast-Beanspruchung ermöglichen. Die Erfassung
der Dimensionsänderungen auf optischem Wege bringt dabei
den Vorteil mit sich, auf das Ansetzen von mit
Probenklemmen versehenen, mechanisch arbeitenden
Wegaufnehmern verzichten zu können, so daß eine
berührungslose und somit absolut rückwirkungsfreie Messung
der Längen- bzw. Breitenänderung an der Probe möglich ist.
Häufig sind jedoch auch Untersuchungen der
Materialeigenschaften bei gegenüber der Raumtemperatur
höheren oder tieferen Temperaturen erforderlich. Dann ist
es notwendig, die Werkstoffprobe selbst und darüber hinaus
in der Regel auch die Spann- oder Haltevorrichtung
entsprechend der gewünschten Temperatur zu kühlen bzw. zu
erwärmen, wobei die Meßaufnehmer diesen
Temperatureinflüssen möglichst nicht ausgesetzt sein
sollten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung
der eingangs genannten Art so auszubilden, daß die
Werkstoffproben entsprechend den geforderten
Meßbedingungen insbes. homogen aufgeheizt bzw. abgekühlt
werden können, ohne daß die Werkstoffproben dadurch
zusätzlichen Einflüssen unterworfen werden, und daß ferner
hierdurch die Längen- und/oder Breitenbestimmung über die
optischen Meßaufnehmer nicht beeinträchtigt wird.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß
die Spann- oder Haltevorrichtung in einer heiz- und/oder
kühlbaren Klimakammer angeordnet ist, die zur Längen- bzw.
Breitenmessung der Werkstoffprobe durch die außerhalb der
Klimakammer angeordneten Meßaufnehmer mit einem optisch
transparenten Fenster versehen ist, das bei Kühlung der
Klimakammer bedarfsweise beheizbar ist.
In einer ersten vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung besteht das Fenster aus zwei im wesentlichen
planparallel angeordneten Scheiben, die zwischen sich
einen geschlossenen Strömungskanal für ein gasförmiges
oder flüssiges Heizmedium bilden, der über
Verbindungsleitungen an ein Heiz- und Umwälzaggregat für
das Heizmedium angeschlossen ist.
Eine weitere zweckmäßige Ausgestaltung der Erfindung ist
dadurch gekennzeichnet, daß das Fenster von einer
Infrarotstrahlung absorbierenden Scheibenanordnung
gebildet ist, die von einem oder mehreren, außerhalb der
Klimakammer angeordneten Infrarot-Strahlungsheizelementen
angestrahlt wird.
Schließlich kann im Rahmen der Erfindung eine solche
Ausbildung von Vorteil sein, bei der das Fenster von einer
Scheibenanordnung gebildet ist, die mit einer optisch
transparenten, sich im wesentlichen über die gesamte
Fensterfläche erstreckenden elektrischen
Widerstandsschicht versehen ist, die von einer geregelten
Stromversorgung gespeist wird.
Dabei kann die Widerstandsschicht die Scheibenanordnung
ganzflächig bedecken, wobei an zwei sich
gegenüberstehenden Rändern der Widerstandsschicht
Anschlußleisten für die Stromversorgung vorgesehen sind.
Ebenso ist es jedoch möglich, daß die Widerstandsschicht
in Form von Widerstandsbahnen auf die Scheibenanordnung
aufgebracht ist, wobei die Widerstandsbahnen als parallele
Leiterstreifen oder mäanderförmig angeordnet sein können.
In jedem Fall empfiehlt es sich, daß die
Widerstandsschicht aus der flüssigen oder gasförmigen
Phase (CVD/PVD-Verfahren), durch Dickfilm- oder
Dünnfilmtechnologie oder im Vakuum-Verfahren (Aufdampfen,
Kathodenzerstäubung) aufgebracht ist, da hierdurch
besonders gleichmäßige Widerstandsschichten erzielt
werden.
Es hat sich ferner im Hinblick auf die gewünschte optische
Transparenz als vorteilhaft herausgestellt, wenn die
Widerstandsschicht von einem Metalloxid oder einem Gemisch
von Metalloxiden gebildet ist.
Hierbei kann die Widerstandsschicht vorzugsweise von
Indium-Zinn-Oxid gebildet sein, das durch
Kathodenzerstäubung auf die Scheibenanordnung
aufgesputtert ist.
Im folgenden wird die Erfindung an in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert; es
zeigen:
Fig. 1 die Vorrichtung nach der Erfindung in nur teilwei
ser und schematischer Darstellung,
Fig. 2 eine der Fig. 1 entsprechende Darstellung einer
zweiten Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 3 eine weitere Ausführungsform der Erfindung in der
Fig. 1 entsprechender Darstellung.
Die in der Zeichnung nur teilweise dargestellte
Vorrichtung dient zur Durchführung von Werkstoffprüfungen,
insbesondere zur Messung von Längen- und/oder
Breitenänderungen an in einer Spann- oder Haltevorrichtung
eingespannten Werkstoffproben 1. Dazu ist die Vorrichtung
mit zwei in der Zeichnung nur angedeuteten Spannköpfen 2
versehen, die in nicht näher dargestellter Weise an auf
Führungssäulen geführten und durch Antriebsspindeln
verstellbaren Traversen angeschlossen sein können. Solche
Vorrichtungen ermöglichen die Untersuchung von festen
Werkstoffen unter Beanspruchung der Proben 1 auf Zug,
Druck, Biege- und Wechsellast und sind in der Regel als
Universal-Prüfmaschinen bekannt.
Um die Dimensionsänderungen der Werkstoffproben 1 unter
Belastung berührungslos und somit absolut
rückwirkungsfrei durchführen zu können, werden
bedarfsweise statt der mechanisch arbeitenden, an die
Probe 1 anzusetzenden Wegaufnehmer neuerdings optische
Meßaufnehmer 4 eingesetzt, die an der Probe angebrachte
Markierungen kontinuierlich optisch abtasten und aus deren
Abstand die Dimensionsänderungen ermitteln.
Zur Durchführung von solchen Messungen bei gegenüber
Raumbedingungen erhöhten oder verringerten Temperaturen
ist die Spann- oder Haltevorrichtung in einer heizund/oder
kühlbaren, in der Zeichnung ebenfalls nicht im einzelnen
wiedergegebenen Klimakammer 3 angeordnet, die zur
Längen- bzw. Breitenmessung der Werkstoffprobe 1 durch die
außerhalb der Klimakammer 3 angeordneten Meßaufnehmer 4
mit einem optisch transparenten Fenster 5 versehen ist.
Auf diese Weise wird der Vorteil erreicht, daß der
optische Meßaufnehmer 4 keiner die Meßgenauigkeit u. U.
beeinflussenden thermischen Wechsellast ausgesetzt wird.
Um beim Abkühlen der Klimakammer 3 ein Beschlagen des
optisch transparenten Fensters 5 zu verhindern, wodurch
die Abtastung der Markierungen an der Probe 1 erschwert
oder sogar unmöglich würde, kann das Fenster 5
bedarfsweise beheizbar sein.
In der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform besteht das
Fenster 5 aus zwei im wesentlichen planparallel
angeordneten Scheiben 5.1, 5.2, die zwischen sich einen
geschlossenen Strömungskanal 6 für ein gasförmiges oder
flüssiges Heizmedium bilden, der über
Verbindungsleitungen 7 an ein Heiz-, und Umwälzaggregat 7.1
für das Heizmedium angeschlossen ist.
In Fig. 2 ist dagegen das Fenster 5 von einer
Infrarotstrahlung absorbierenden Scheibenanordnung
gebildet, die von einem oder mehreren, außerhalb der
Klimakammer 3 angeordneten
Infrarot-Strahlungsheizelementen 10 angestrahlt wird.
Eine weitere sehr vorteilhafte Möglichkeit ist in Fig. 3
dargestellt, bei der das Fenster 5 von einer
Scheibenanordnung gebildet ist, die mit einer optisch
transparenten, sich im wesentlichen über die gesamte
Fensterfläche erstreckenden elektrischen
Widerstandsschicht 8 versehen ist. Zur Speisung der
Widerstandsschicht 8 kann eine übliche geregelte
Stromversorgung 9 dienen.
Die Widerstandsschicht 8 kann die Scheibenanordnung
entweder ganzflächig bedecken, wobei dann an zwei sich
gegenüber stehenden Rändern 8.1 der Widerstandsschicht 8
Anschlußleisten für die Stromversorgung vorgesehen sind.
Ebenso kann die Widerstandsschicht 8 aber auch in Form von
Widerstandsbahnen auf die Scheibenanordnung angebracht
sein, wobei dann die Widerstandsbahnen entweder als
parallele Leiterstreifen oder aber auch mäanderförmig
angeordnet sein können.
Die Widerstandsschicht 8 kann aus der flüssigen oder
gasförmigen Phase (CVD/PVD-Verfahren), durch Dickfilm oder
Dünnfilmtechnologie oder im Vakuumverfahren
(Aufdampfen, Kathodenzerstäubung) aufgebracht und zwischen
zwei Scheiben geschützt angeordnet sein.
Als optisch transparente, zugleich elektrisch leitende
Materialien empfehlen sich hierfür insbesondere
Metalloxide. Als vorteilhaft haben sich hierbei
Widerstandsschichten von Indium-Zinn-Oxid herausgestellt,
die durch Kathodenzerstäubung auf die Scheibenanordnung
aufgesputtert sind.
Claims (9)
1. Vorrichtung zur Durchführung von Werkstoffprüfungen,
insbesondere zur Messung von Längen- und/oder
Breitenänderungen bzw. von ein- oder mehrdimensionalen
Verformungen an in einer Spann- oder Haltevorrichtung
eingespannten Werkstoffproben, die dazu mit der Längen
und/oder Breitenbestimmung dienenden, durch optische
Meßaufnehmer abtastbaren Markierungen versehen sein
können, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannoder
Haltevorrichtung in einer heiz- und/oder kühlbaren
Klimakammer (3) angeordnet ist, die zur Längen- bzw.
Breitenmessung der Werkstoffprobe (1) durch die
außerhalb der Klimakammer (3) angeordneten
Meßaufnehmer (4) mit einem optisch transparenten
Fenster (5) versehen ist, das bei Kühlung der
Klimakammer (3) bedarfsweise beheizbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fenster (5) aus zwei im wesentlichen
planparallel angeordneten Scheiben (5.1, 5.2) besteht,
die zwischen sich einen geschlossenen
Strömungskanal (6) für ein gasförmiges oder flüssiges
Heizmedium bilden, der über Verbindungsleitungen (7) an
ein Heiz- und Umwälzaggregat (7.1) für das Heizmedium
angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fenster (5) von einer Infrarotstrahlung
absorbierenden Scheibenanordnung gebildet ist, die von
einem oder mehreren, außerhalb der Klimakammer (3)
angeordneten Infrarot-Strahlungsheizelementen (10)
angestrahlt wird.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß das Fenster (5) von einer Scheibenanordnung
gebildet ist, die mit einer optisch transparenten, sich
im wesentlichen über die gesamte Fensterfläche
erstreckenden elektrischen Widerstandsschicht (8)
versehen ist, die von einer geregelten
Stromversorgung (9) gespeist wird.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Widerstandsschicht (8) die Scheibenanordnung
ganzflächig bedeckt, wobei an zwei sich
gegenüberstehenden Rändern (8.1) der
Widerstandsschicht (8) Anschlußleisten für die
Stromversorgung (9) vorgesehen sind.
6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Widerstandsschicht (8) in Form von
Widerstandsbahnen auf die Scheibenanordnung aufgebracht
ist, wobei die Widerstandsbahnen als parallele
Leiterstreifen oder mäanderförmig angeordnet sind.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch
gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht (8) aus der
flüssigen oder gasförmigen Phase (CVD/PVD-Verfahren),
durch Dickfilm- oder Dünnfilmtechnologie oder im
Vakuum-Verfahren (Aufdampfen oder Kathodenzerstäubung)
aufgebracht ist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht (8) von
einem Metalloxid oder einem Gemisch von Metalloxiden
gebildet ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch
gekennzeichnet, daß die Widerstandsschicht (8) von
Indium-Zinn-Oxid gebildet ist, das durch
Kathodenzerstäubung auf die Scheibenanordnung
aufgesputtert ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19873741429 DE3741429A1 (de) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | Vorrichtung zur durchfuehrung von werkstoffpruefungen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE19873741429 DE3741429A1 (de) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | Vorrichtung zur durchfuehrung von werkstoffpruefungen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE3741429A1 true DE3741429A1 (de) | 1989-06-22 |
Family
ID=6342041
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DE19873741429 Ceased DE3741429A1 (de) | 1987-12-08 | 1987-12-08 | Vorrichtung zur durchfuehrung von werkstoffpruefungen |
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