DE69009401T2

DE69009401T2 - Einrichtung zum Messen der Biegung an drei Punkten.

Info

Publication number: DE69009401T2
Application number: DE69009401T
Authority: DE
Inventors: Kerry Mckinley; Benjamin Twombly
Original assignee: Perkin Elmer Corp
Current assignee: Applied Biosystems Inc
Priority date: 1989-11-13
Filing date: 1990-10-31
Publication date: 1994-10-27
Anticipated expiration: 2010-11-01
Also published as: DE69009401D1; EP0428010A2; EP0428010A3; JP3032900B2; JPH03185333A; US4976152A; EP0428010B1

Description

Zugrundeliegender stand der Technik

Eine Art von Materialprüfung beinhaltet Biegen eines länglichen, dünnen Probenprüflings unter kontrollierten Bedingungen. Üblicherweise wird die Probe so angeordnet, daß ein mit der Mitte der Probe in Kontakt stehender Fühler eine vorbestimmte Wechselbiegekraft mit einer vorbestimmten Frequenz ausüben kann. Durch Messen des Frequenz- und Amplitudengangs der Probe und Vergleich mit der Antriebskraft und -frequenz des Biegemotors können viele Eigenschaften des Probenmaterials bestimmt werden. Diese Eigenschaften beinhalten Speicher- und Verlustmodule, die komplexe Viskosität und Tangens Delta. Die Art der Probenhalterung ist jedoch kritisch. Bei früheren Probenhaltern ist die exakte Zentrierung der Fühlerspitze oft schwierig. Auswechselbarkeit und Zugang zu der Fühlerspitze stellen ebenfalls ernsthafte Probleme dar.
Die US-PS 3,323,356 beschreibt einen Probenhalter, welcher ein Gehäuse von hohlzylindrischem Grundform, eine verschiebbare und in dem genannten Gehäuse nicht drehbare Stösselstange und ein in dem genannten Gehäuse horizontal angeordnetes, feststehendes Basisglied enthält. Das Basisglied ist mit einem Schlitten versehen, welcher zwei oder mehrere Prüflinge trägt und radial beweglich ist, um die jeweiligen Prüflinge in eine Position unterhalb der Stösselstange zu bringen. Dies ermöglicht die Prüfung von mehr als einer Probe bei einer erhöhten Temperatur, ohne die Vorrichtung aus dem Ofen entfernen zu müssen. Die Stösselstange hat eine Messerspitze an einem Ende. Die Spitze besteht aus einem Stück mit der Stösselstange und ist nicht auswechselbar.
Die US-PS 2,670,624 und Patent Abstracts of Japan, Band 11, Nr. 109 (JP A 61 258 141) beschreiben einen Probenhalter, welcher zwei in Abstand voneinander angeordneten Messerschneiden enthält, um den Prüfling zu stützen, und die US-PS 2,404,584 beschreibt einen Ladefuß, welcher mit der Stösselstange verschiebbar und unverdrehbar verbunden ist.

Offenbarung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Probenhalter, bei welchem die Fühlerspitze gegenüber der Probe einfach und exakt zentriert ist und die Fühlerspitze selbst zugänglich ist und durch für die spezielle zu prüfende Probe besser geeignete Fühlerspitzen einfach ersetzt werden kann. Die Erfindung ermöglicht die Zentrierung der Fühlerspitze gegenüber der Probe durch sowohl Radial- als auch Drehverstellung.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine isometrische, bildmässige Zeichnung des Probenhalters der vorliegenden Erfindung; und
Fig. 2 ist eine Zusammenstellungszeichnung des Probenhalters der vorliegenden Erfindung.

Beschreibung

Fig. 1 und 2 zeigen die Probenhaltervorrichtung 10 der vorliegenden Erfindung. Sie enthält ein längliches Rohr 11. An einem Ende des Rohres 11 befindet sich eine Probenaufnahme 12, welche aus einem Stück mit dem Rohr 11 bestehen kann oder auf anderer Weise fest damit verbunden sein kann. Die Probenaufnahme 12 hat einen größeren Durchmesser als das Rohr 11 und besitzt ein durch Arme 12b und 12c gestütztes, flaches Ende 12a. Das flache Ende 12a hat einen Radialschlitz 12d zur Unterstützung der Positionierung einer Probe in einer unten vollständig noch zu beschreibender Weise. Die Arme 12b und 12c haben die gleiche Größe, befinden sich einander gegenüber und sind hinreichend klein, um gegenüberliegende Öffnungen 12e zu definieren, welche dazu führen, daß die Probenaufnahme 12 leicht zugänglich ist.
An dem anderen Ende des Rohres 11 ist ein Bund 20 befestigt. Der Bund 20 kann an dem Rohr 11 in beliebiger Weise, beispielsweise mittels Gewinde oder durch Pressitz oder auf anderer Art befestigt sein. Ein Ring 21 kann in dem Bund 20 eingebracht werden, welcher zur Befestigung an der (nicht dargestellten) eigentlichen Meßsystemvorrichtung mit Innengewinde versehen sein kann. Die eigentliche Meßsystemvorrichtung ist zwar nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, würde aber einen hin- und hergehenden Antrieb enthalten, welcher an dem Fühlerschaft befestigt ist, um die Probe mit einer vorgegebenen Frequenz und Amplitude zu biegen. Sie würde auch Mittel enthalten zur Messung der Frequenz und Amplitude der Probenbiegung und zum Vergleich dieser Daten mit einem bekannten oder berechneten Standard.
Ein Fühlerschaft 14 befindet sich in dem Rohr 11. Ein Ende des Fühlerschaftes 14 ist mit dem Meßsystem verbindbar, beispielsweise durch das mit Gewinde versehene Ende 14a.
Das andere Ende 14b des Fühlerschaftes 14 ragt in die Probenaufnahme 12 ein. Eine Fühlerspitze, z.B. eine der Fühlerspitze 15 ähnliche Fühlerspitze, ist beispielsweise über einen Klemmring 14c und eine Spannvorrichtung 14d an diesem Ende des Fühlerschaftes 14 entfernbar befestigt.
Zusammen mit der Fühlerspitze 15 hält eine der in Fig. 1 und 2 dargestellten Biegeplattform 16 ähnliche Biegeplattform eine Probe, z.B. Probe 17, fest an drei Punkten, nämlich den Kanten 16c und 16d der Biegeplattform 16 und der Kante 15a der Fühlerspitze 15, wie in Fig. 2 ersichtlich.
Mittels Schlitz 12d und Rändelmutter 16b und mit Gewinde versehener Verlängerung 16a davon, welche in dem Schlitz 12d paßt, ist die Biegeplattform 16 an dem flachen Ende 12 befestigt. Diese Anordnung stellt einen Dreipunkt-Probenhalter zur Verwendung in einem Biegemeßsystem her. Der Schlitz 12d ermöglicht Radialverstellung der Biegeplattform 16, während die Verdrehbarkeit der Fühlerspitze 15 als auch der Probenrohranordnung 11 um derer Längsachse eine Drehverstellung der Fühlerspitze 15 gegenüber der Probe 17 ermöglicht. Diese Konstruktion des Probenhalters ermöglicht die exakte Zentrierung der Fühlerspitze 15 an der Probe 17.
Die Ausführung der Probenhalteranordnung 10 ermöglicht die Verwendung verschiedener Fühlerspitzen 15, beispielsweise für verschiedene Probenfestigkeiten, durch Wechsel des Kontaktbereichs von einer Kante, welche unterschiedliche Längen bis zu einem Punkt aufweist. Die vorliegende Erfindung verringert auch die thermische Verzögerung und stellt einen gleichmäßigen Temperaturgradient in dem Probenbereich her. Die kleine thermische Masse führt zu einer relativ kleinen thermischen Verzögerung und die Symmetrie des Meßsystems führt zu einem gleichförmigen Gradienten.

Claims

1. Probenhalter zur Verwendung in einem Biegemeßsystem, enthaltend;

eine Probenaufnahme (12);

einen Fühlerschaft (14) mit einem Ende, das in der Probenaufnahme (12) angeordnet ist, und dessen anderes Ende an dem Biegemeßsystem befestigt ist;

eine Fühlerspitze (15), die an dem einen Ende des Fühlerschaftes (14) befestigt und in der Probenaufnahme (12) angeordnet ist, wobei der Fühlerschaft um seine Längsachse drehbar ist;

eine an der Probenaufnahme (12) befestigte Plattform (16), die zwei scharfe Kanten (16c, 16d) hat, an denen eine Probe (17) abstützbar ist;

wobei die Fühlerspitze zur Halterung der Probe (17) an und zwischen den beiden scharfen Kanten der Plattform (16) eingerichtet ist;

der Probenaufnahme (12) und der Plattform (16) zugeordnete Mittel (12d, 16a, 16b) zur Radialbewegung, mittels derer die Plattform (16) gegenüber der Fühlerspitze (15) radial bewegbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß

die Mittel zur Radialbewegung eine Platte (12a) aufweisen, die den Boden der Probenaufnahme (12) bildet,

in der Platte (12a) ein Radialschiitz (12d) gebildet ist, an der Plattform (16) eine Gewindeschraube (16a) befestigt und in dem Schlitz (12d) derart anbringbar ist, daß die Schraube (16a) und die Plattform (16) gegenüber der Platte (12a) und der Fühlerspitze (15) radial bewegbar sind;

Muttermittel (16b) vorgesehen sind, die im an der Schraube (16a) angezogenen Zustand ermöglichen, daß die Plattform (16) gegenüber der Platte (12a) und der Fühlerspitze (15) in einer gewünschten Stellung in fester Stellung gehalten ist.

2. Probenhalter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktflächen der beiden scharfen Kanten Schneidkanten (16c, 16d) sind.

3. Probenhalter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche der Fühlerspitze (15) eine Schneidkante ist.

4. Probenhalter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühlerspitze (16) lösbar an dem Fühlerschaft (14) angebracht ist.

5. Probenhalter nach Anspruch 4, ferner gekennzeichnet durch:

ein längliches Rohr (11), an dessen einem Ende die Probenaufnahme (12) befestigt und in dem der Fühlerschaft (14) drehbar angeordnet ist.

6. Probenhalter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Fühlerspitze (15) und die Plattform (16) Proben verschiedener Dicke und Längen aufnehmen können und beide gegenüber der Probenstellung einstellbar sind.