DE2614110C3 - Wetterfestigkeits-Prufeinrichtung - Google Patents

Description

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die stationären Kontaktelemente von auf dem jeweiligen Boden der Gehäuseteile (17, 18) aufliegenden Metallringen (29) gebildet und die drehbaren Kontaktelemente (33) jeweils mittels eines Federbügels (34) an der Kontaktträgerwelle (22) befestigt sind.

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Prüfen der Beständigkeit von Materialproben gegen Witte rungseinflüsse und Sonneneinstrahlung, umfassend einen mit einer drehbar gelagerten Welle drehfest verbundenen, um eine Lichtquelle drehbaren Probendrehrahmen mit einer der Lichtquelle zugewandten Probenaufnahmefläche und eine Meßeinrichtung zur kontinuierlichen Messung der auf die Proben auffallenden Strahlungsintensität mit einem an der Probenaufnahmefläche angeordneten Lichtempfangselement und einem mit diesem über eine Kontakteinrichtung verbundenen stationären Meßgerät, wobei die Kontakt einrichtung eine mit der Welle des Probendrehrahmens drehfest verbundene Kontaktträgerwelle, mit dem Lichtempfangselement verbindbare und an der Kontaktträgerwslle angeordnete drehbare Kontaktelemente und mit dem Meßgerät verbindbare, den drehbaren Kontaktelementen zugeordnete stationäre Kontaktelemente aufweist

Bei einer bekannten derartigen Prüfeinrichtung ist die Kontaktträgerwelle über einen Flansch an der den Probendrehrahmen tragenden Welle befestigt Auf der Kontaktträgerwelle sind über eine Isolierbuchse und durch ein Isolierstück voneinander getrennt zwei Kontaktscheiben angeordnet, an denen die von dem Lichtempfangselement an dem Probendrehrahmen kommenden Anschlußdrähte mit Hilfe von Kontakt schrauben angeschlossen sind. Auf den Umfangsflächen der Kontaktscheiben gleiten in einem stationären Kontaktelemententräger federnd gelagerte Kontaktbürsten. Diese bekannte Kontakteinrichtung mit den aneinan der gleitenden Kontaktelementen ist ungeschützt und liegt offen an der Luft. So kann sich Abrieb von den Kohle- oder Metallbürsten und den Kontaktscheiben an den Kontakten und auf dem Isoliermaterial absetzen. Zudem kann Feuchtigkeit in die Kontakteinrichtung gelangen. Sowohl der Abrieb als auch Feuchtigkeit verschlechtern die Isolierung zwischen den beiden Kontaktelementenpaaren erheblich. Da ein Lichtempfangselement wie etwa ein Fotovervielfacher und ein Fotoelement einen hohen Eingangswiderstand aufwei sen, der im Hinblick auf die gewünschte Leistung erforderlich ist, führt selbst eine geringe Verminderung des Isolationswiderstandes bereits zu erheblichen Meßfehlern. Beispielsweise wird ein Widerstand von mehr als 2000 ΜΩ bei frischen Kontakten manchmal auf etwa 20 ΜΩ durch eine Verunreinigung vermindert In diesem Fall fließt ein Strom in dem Fotovervielfacher selbst dann, wenn er keine Lichtenergie empfängt, d. h.

es ergibt sich ein scheinbarer Lichtempfangszustand.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine

ω Vorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, daß eine genaue Messung über eine längere Gebrauchszeit gewährleistet ist, ohne daß die Isolation zwischen den Kontaktelementen aufgrund einer Verunreinigung bei Abnutzung der Kontaktelemente verschlechtert

b5 wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die eingangs genannte Vorrichtung gemäß dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 ausgebildet.

Da die Kontaktelementenpaare in öl untergetaucht sind, wird ein eventuell entstehender Abrieb durch das Ol gebunden und kann somit das Isoliermaterial nicht verschmutzen. Ferner kann in das hermetisch abgeschlossene Gehäuse der Kontakteinrichtung keine Feuchtigkeit aus der Umgebungsluft eindringen. Dadurch ermöglicht es die erfindungsgemäße Kontakteinrichtung, eine genaue Messung der Lichtenergie in einer Wetterfestigkeitsprüfeinrichtung über eine längere Betriebszeit bin zu erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend beispielsweise anhand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

F i g. 1 eine Darstellung, welche die gesamte Konstruktion einer Wetteifestigkeits-Prüfeinrichtung veranschaulicht, in welcher eine Kontakteinrichtung eingebaut ist,

F i g. 2 eine Darstellung, welche die Konstruktion der Kontakteinrichtung veranschaulicht,

Fig.3 eine perspektivische Teildarstellu~g, welche einen Metallring zeigt

F i g. 4 einen Teilschnitt durch den Kontaktteil,

F i g. 5 ein Blockdiagramm, welches ein Anwendungsbeispiel der erfindungsgemäßen Einrichtung veranschaulicht,

Fig.6 eine graphische Darstellung, welche Prüfergebnisse bei der erfindungsgemäßen Kontakteinrichtung veranschaulicht, und

Fig.7 eine graphische Darstellung, welche Prüfergebnisse bei einer bekannten Kontakteinrichtung veranschaulicht.

In der F i g. 1 ist bei 1 eine Wetterfestigkeits-Prüfeinrichtung dargestellt, mit 2 ist eine Kohlenbogen-Lichtquelle bezeichnet, die innerhalb der Prüfeinrichtung angeordnet ist, mit 3 ist ein Probendrehrahmen bezeichnet und mit 4 sind Proben bezeichnet, welche in einer Reihe auf der Innenwand des Probenprüfrahmens angeordnet sind.

Mit 7 ist ein Motor bezeichnet, welcher dazu dient, eine Drehwelle 5 des Drehrahmens über ein Kegelrad 9 eines Getriebes 8 in Drehung zu versetzen. Mit 10 ist ein Lüfter bezeichnet, welcher dazu dient, Luft mit bestimmter Temperatur und Feuchtigkeit, die innerhalb eines Raumes 11 eingestellt werden, in den Innenraum der Prüfkammer einzuführen.

Mit 12 ist ein Lichtempfangselement bezeichnet, welches dazu dient, die Lichtenergie zu messen. Es besteht aus einer fotoelektrischen Röhre oder aus einem Fotovervielfacher, wobei seine Leitungen 13 durch das Rohr hindurchgeführt sind, welches die Drehwelle 5 bildet, und mit einer Kontakteinrichtung 14 verbunden sind.

Leitungen 15 von der Kontakteinrichtung sind mit einem Meßgerät 16 verbunden. Die Fig.2 ist eine Schnittdarstellung, welche die interne Konstruktion der Kontakteinrichtung 14 gemäß der Erfindung veranschaulicht. Bei 17 ist ein unteres Gehäuse dargestellt, bei 18 ist ein oberes Gehäuse dargestellt, und bei 19 ist eine obere Abdeckung dargestellt. Diese Teile sind alle aus einem Material mit einem hohen spezifischen elektrischen Widerstand hergestellt (beispielsweise aus Tetrafluoräthylen), und sie legen eine obere und eine untere Kammer fest. Das obere Gehäuse, das untere Gehäuse und die obere Abdeckung sind durch Schrauben 20 mit Dichtungspackungen 21 miteinander befestigt, welche zwischen der oberen Abdeckung und dem oberen Gehäuse sowie zwischen dem oberen Gehäuse und dem unteren Gehäuse angeordnet sind.

Bei 22 ist eine drehbare Welle dargestellt, die an der

Oberseite mit einem Flansch 23 ausgestattet ist, der daran befestigt ist und mit der drehbaren Welle 5 der Prüfeinrichtung verbunden ist Um eine ölströmung zwischen den zwei Kanunern zu verhindern, ist ein 5 O-Ring in einer ringförmigen Nut angeordnet, die in einem Abschnitt der Welle 22 ausgebildet ist, welcher sich innerhalb eines Lagerabschnittes 24 des Gehäuses 18 erstreckt Ein ähnlicher O-Ring 26 ist auch innerhalb eines Lagerteils der oberen Abdeckung 19 angeordnet

ίο Das untere Ende der Welle ist in einem dritten Lager 27 gelagert, welches aus einem Material hergestellt ist das sich von demjenigen der Welle 22 unterscheidet (beispielsweise aus Kupfer, Messing oder einem ähnlichen Material), um eine glatte Drehung der Welle zu gewährleisten, und ist mit einem Lagerteil 28 des unteren Gehäuses 17 verklebt oder in anderer Weise verbunden. Mit 29 sind Metallringe bezeichnet an deren Umfangsteil jeweils Leitungen 30 angelötet oder angeschweißt sind. Die Ringe 29 sind an dem Boden des unteren bzw. des oberen Gehäuses 17 bzw. 18 angeklebt oder angeschraubt (in dem dargestellten Falle sind sie angeklebt).

Jede Leitung von jedem Ring ist durch eine öffnung 32 hindurchgeführt die in einem oberen Abschnitt jedes Gehäuses ausgebildet ist und ist mit einem Anschlußstück 31 verbunden, wobei die Öffnung durch einen Klebstoff abgedichtet ist und das Anschlußstück 31 nach dem Herstellen des Anschlusses an dem Gehäuse 17 oder dem Gehäuse 18 befestigt wird. Der Anschluß von

jo dem Meßgerät ist jeweils mit den Anschlußstücken 31 durch eine geeignete Einrichtung wie eine Verschraubung oder Lötung verbunden.

Mit 33 sind Kontaktabschnitte bezeichnet von denen jeder über eine Blattfeder 34 mit einem Vorsprung 35

j5 verbunden ist, der seinerseits mit Hilfe von Schrauben an der drehbaren Welle 22 angebracht ist wobei die Position der Befestigung derart eingestellt ist daß der Kontakt über den Ring gleiten kann, und zwar mit einem angemessenen Druck, um eine ordnungsgemäße

Übertragung des Fotostroms zu gewährleisten.

Die Anordnung des Kontaktteils ist in der Fig.4 veranschaulicht. Gemäß der Darstellung ist die Leitung 39 an einem Kontaktstück 36 aus Metall (z. B. Messing) befestigt, und zwar mit Hilfe einer Lötung oder durch *> eine mechanische Befestigung.

Mit 37 ist ein Metallelement bezeichnet (welches beispielsweise aus Messing besteht), in welches das Kontaktstück 36 herausnehmbar eingesetzt ist um den Austausch zu erleichtern, und welches mit der Blattfeder 34 verklebt oder verschweißt ist.

In der Fig.2 ist bei 38 eine öffnung dargestellt, welche in einem Abschnitt der Welle ausgebildet ist und durch welche die Leitung in den oberen Teil der Welle geführt ist, um einen Anschluß mit der Leitung 13 von dem Lichtempfangselement innerhalb der Prüfeinrichtung herzustellen. Nachdem die Leitung eingesetzt ist, wird die öffnung mit einem Klebstoff abgedichtet.

Die Fig.3 ist eine perspektivische Darstellung, welche den Kontaktteil veranschaulicht Mit 29 ist ein

bo Ring bezeichnet, bei 30 ist eine Leitung dargestellt und bei 33 ist der Kontaktteil veranschaulicht Leitungen 39 und 40, welche von einander gegenüber angeordneten Kontakten abgehen, sind miteinander verbunden, bevor sie durch die öffnung hindurchgeführt sind. In der

b5 F i g. 2 ist bei 41 ein ölpegel dargestellt. Bei 42 sind Metallstücke dargestellt, weiche dazu dienen, die Kontakteinrichtung mittels Schrauben oder mittels anderer Einrichtungen an den Boden der Wetterfestig-

keil s-Prüfeinrichtung zu befestigen. Die Welle 5 des Probendrehrahmens der Wetterfestigkeits-Prüfeinrichtung ist an ihrem unteren Ende mit einem Flansch 43 ausgestattet, der mit dem Flansch 23 an der Oberseite der drehbaren Welle 22 verbunden ist. Während somit > das Li' hrempfangselemeni in Drehung versetzt wird, kann der von dort kommende Fotostrom mit dem Meßgerät verbunden werden.

Ein Beispiel eines Lichtenergie-Meßsystems, welches die erfindungsgemäße Kontakteinrichtung verwendet, ι ο wird nachfolgend beschrieben.

Die Fig.5 ist ein Blockdiagramm eines solchen Systems. Bei 44 ist eine Liehtempfangsstufe dargestellt, die aus einem Filter und einer fotoelektrischen Röhre besteht und Lichtenergie in einen entsprechenden elektrischen Strom umwandelt Bei 45 ist die erfindungsgemäße Kontakteinrichtung dargestellt, welche zwischen der Liehtempfangsstufe 44 und dem Meßgerät 52 angeordnet ist, welches innerhalb eines mit einem unterbrochenen Linienzug dargestellten Rechtecks angeordnet ist. Bei 46 ist innerhalb des Meßgeräts ein Impulswandler dargestellt, welcher dazu dient, den Strom von dem Lichtempfangselement in ein entsprechendes Impulssignal umzuwandeln, welches in einem Vorverstärker 48 verstärkt wird und dann durch eine Flip-Flop-Schaltung 49 in ein binäres Signal umgewandelt wird. Das Impulsausgangssignal der Flip-Flop-Schaltung wird durch einen Verstärker 50 verstärkt und dann in einem Zähler 51 gezählt Bei 47 ist eine Energieversorgungsschaltung dargestellt, welche eine Energiequelle mit den einzelnen Schaltungselementen verbindet

Die Energie, weiche dem Lichtempfangselement zugeführt wird, wird im Zähler 51 proportional zu ihrer Intensität gezählt Indem somit derjenige Energiewert kalibriert wird, der zur Erzeugung einer bestimmten Zählung erforderlich ist, kann der Energiewert aus dei Zählung ermittelt werden. Die erfindungsgeinäßt Kontakteinrichtung einersehs und die bekannte Kon takteinrichtung andererseits wurden zum Vergleich geprüft, und die dabei gewonnenen Meßergebnisse werden unten diskutiert.

Wie oben bereits ausgeführt wurde, wird bei einei Verminderung des Isolationswiderstandes des Kontaktteils die Zählung erhöht, um den Meßfehler aufgrund der elektrischen Eigenschaften der fotoeiektrischen Röhre zu vergrößern. Bei einem anfänglichen Isolationswiderstand von mehr als 2000 ΜΩ ist die Zählung der Energie von der Kohlenbogen-Lampe normal und beträgt etwa 60 Zählungen pro Minute. Jedoch nimmt mit einer Verminderung des Widerstandes die Zählung zu, wie es unten angegeben ist, und zwar auch dann, wenn dieselbe Energie von der Bogenlampe abgestrahlt wird.

Widerstand

Zählungen
pro Minute

Oberhalb von 2000 MU	60
200MU	70
20MU	150

Die Kontakteinrichtung erhält im wesentlichen den anfänglichen Widerstandswert von 2000 ΜΩ über eine lange Betriebszeit bei, wie es in der F i g. 6 dargestellt ist, in welcher der Widerstand über der Anzahl der Zählungen pro Tag aufgetragen ist

Andererseits wird der Widerstand bei der Kontakteinrichtung nach dem Stand der Technik innerhalb von sieben Tagen auf etwa 20 ΜΩ vermindert, wie es aus der F i g. 7 ersichtlich ist

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Prüfen der Beständigkeit von Materialproben gegen Witterungseinflüsse und Sonneneinstrahlung mit einem um eine Lichtquelle drehbaren Probendrehrahmen mit einer der Lichtquelle zugewandten Probenaufnahmefläche sowie mit einer Meßeinrichtung zum kontinuierlichen Messen der auf die Proben auffallenden Strahlungsintensität mit Hilfe eines an der Probenaufnahmefläche angeordneten Lichtempfangselements und eines mit diesem über eine Kontakteinrichtung verbundenen stationären Meßgerät, wobei die Kontakteinrichtung eine mit der Welle des Probendrehrahmens verbundene Kontaktträgerwelle, mit dem Lichtempfangselement verbindbare und an det Koutaktträgsrwelle angeordnete drehbare Kontaktelemente und mit dem Meßgerät verbindbare, den drehbaren KontakteJementen zugeordnete stationäre Kontaktelemente aufweist, dadurch gekennzeichnet,

a) daß die Kontakteinrichtung (14) ein die Kontaktträgerwelle (22) umgebendes und aus einem Material hohen elektrischen spezifischen Widerstandes bestehendes Gehäuse (17,18,19) mit zwei in axialer Richtung übereinanderliegenden Kammern aufweist,

b) daß in den Kammern je ein Kontaktelementenpaar mit einem stationären Kontaktelement (29) und einem an diesem schleifenden drehbaren Kontaktelement (33) angeordnet sind,

c) daß die Kammern gegeneinander hermetisch abgeschlossen, gegenüber der Umgebung abgedichtet und mindestens so weit mit öl gefüllt sind, daß das jeweilige Kontaktelementenpaar (29,33) im Öl untergetaucht ist, und

d) daß die von den Kontaktelcmenten (29, 33) zu dem Lichtdetektor (12) und dem Meßgerät (16) führenden Anschlußleitungen (13,15) durch die Kontaktträgerwelle (22) bzw. die Gehäusewand im oberen Randbereich jeder Kammer abgedichtet aus diesen herausgeführt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

e) daß das Gehäuse zwei in axialer Richtung übereinander gesetzte, je eine Kammer bildende Gehäuseteile (17,18) aufweist,

f) daß der Boden des oberen Gehäuseteiles (18) über eine erste Dichtung (21) als Deckel am offenen Ende des unteren Gehäuseteiles (17) anliegt und durch eine über eine zweite Dichtung (21) an seinem offenen Ende anliegende Abdeckung (19) verschlossen ist,

g) daß die Abdeckung (19) und mindestens der obere Gehäuseteil (18) jeweils eine Lagerbüchse (24) für die Kontaktträgerwelle (22) aufweisen und

h) daß an den innerhalb der Lagerbüchsen (24) liegenden Wellenabschnitten jeweils Nuten zum Einlegen von O-Ringen (25,26) vorgesehen sind.