用于儲存樣品本體的裝置和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于儲存樣品本體的儲存裝置和一種溫度控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]熱老化或退化是各種材料在較高溫度作用下其性質(zhì)的連續(xù)和不可逆的變化。如果將各種材料暴露在較高溫度下，這些材料會出現(xiàn)幾種類型的物理和/或化學(xué)變化。例如，在各種材料暴露在較高溫度下相對長的時間段的情況下，會誘導(dǎo)其物理性質(zhì)漸進變化。
[0003]為了研究各種材料的性質(zhì)(或進行質(zhì)量控制)，在待測試材料(具體是塑料)的溫度控制儲存后，材料必須首先儲存一長時間段同時保證對稱軸不變化。由于不允許的橫向力會導(dǎo)致測試結(jié)果錯誤，因此在儲存后，對稱軸和引入力的軸必須不能彼此偏離。
[0004]例如，文獻DE 3741 429 Al描述了一種用于材料試驗的裝置，具體的是一種用于測量夾持在夾持或保持裝置上的材料樣品的長度和/或?qū)挾鹊淖兓难b置。為此，樣品設(shè)有用于確定長度和/或?qū)挾炔⒛軌蚶霉鈱W(xué)測量傳感器進行掃描的標(biāo)記。夾持或保持裝置被設(shè)置在帶有配備光學(xué)透明窗口的測量傳感器的可加熱和/或可冷卻的氣候室中，其中當(dāng)氣候室變冷時，可以根據(jù)需要對其加熱。為此，裝置配備有兩個夾頭，所述夾頭可以通過未示出的方式連接到橫臂并且在引導(dǎo)柱上引導(dǎo)并可以通過驅(qū)動主軸進行調(diào)節(jié)。
[0005]文獻DE 36 05 154 Al描述了一種包括可以相對機架移動并可以加熱和冷卻樣品的樣品保持器的材料測試裝置，其中保證在測試正常結(jié)束或提前結(jié)束時自動停止加熱裝置和移動裝置的操作，在爐內(nèi)自動補償整個測試支架的加熱膨脹和的冷卻收縮。裝置包括連接到活塞的樣品保持器中的樣品，并包括容納活塞的缸體并具有用于活塞的移動阻尼裝置的缸體。裝置還包括固定地連接到樣品和樣品保持器并與膨脹測量傳感器接觸的部件。
[0006]文獻DE 40 21 837 Al描述了一種將樣品送入測量裝置中的裝置，具體的是用于經(jīng)由用張力和/或壓力和/或彎曲、如抗裂測量等將用于進行材料測試的樣品引導(dǎo)到配備有用于樣品的夾持元件的材料測試裝置中。因此，設(shè)計用于進行抗裂性能測量的尤其適合用在氣候室中的測量裝置。將樣品儲存在樣品保持器中，其被設(shè)計為使得樣品通過形狀配合的方式容納在其中間區(qū)域中。因此，為了在實際測量之前保證這些材料不變形，樣品保持器被設(shè)置為尤其用于敏感材料，例如彈性體材料。通過一對夾持彈簧在樣品保持器的下端夾持樣品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明所解決的問題是創(chuàng)造一種用于儲存樣品本體的改進儲存裝置以及一種用于容納儲存裝置的溫度控制裝置。
[0008]本發(fā)明提出的問題通過獨立權(quán)利要求的特征來解決。在從屬權(quán)利要求中陳述了本發(fā)明的優(yōu)選示例性實施例。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的實施例，創(chuàng)造了一種用于儲存樣品本體的儲存裝置，其中儲存裝置包括開口，其中開口具有上部區(qū)域和下部區(qū)域，其中開口被成型以容納樣品本體，其中待容納樣品本體具有上部，即上肩部，并且沿其對稱軸具有相鄰上部的中心部，其中開口壁被成型使得當(dāng)樣品本體被容納時，待容納的樣品本體的中心部垂直于延伸軸位于與開口壁有一定距離處，其中為了允許樣品本體的上部沿樣品本體的對稱軸移動，上部區(qū)域的壁形成用于樣品本體的上部的側(cè)引導(dǎo)件，其中側(cè)引導(dǎo)件由與待容納樣品本體的上部支承抵靠的上部區(qū)域的壁確定。
[0010]本發(fā)明的實施例可以具有樣品本體保持在儲存裝置中使得即使在較高溫度下儲存樣品對稱軸也不會改變的優(yōu)點。因此，例如在隨后的拉伸試驗中，對稱軸和作用在樣品本體上引入力的軸之間不會發(fā)生偏離。然而，儲存裝置使得樣品本體的上肩部能夠沿著樣品本體的對稱軸移動。
[0011]因此，本發(fā)明可以具有當(dāng)沿著樣品本體的對稱軸線觀察時儲存裝置允許樣品本體的上部沿對稱軸熱膨脹的優(yōu)點。可同時保證與載荷測量特別相關(guān)的樣品本體的中心部不會黏住或粘附到儲存裝置的壁。然而，儲存裝置被設(shè)計為使得通過側(cè)引導(dǎo)件側(cè)向保護樣品本體的上部以免樣品本體翹曲；因此，樣品本體保持其形狀并且不會產(chǎn)生因熱膨脹導(dǎo)致的不必要的翹曲。樣品本體的橫向變形也會對試驗結(jié)果產(chǎn)生不利影響，這是由于例如在對樣品本體進行拉伸試驗的情況下，所有的力不再平行作用于樣品本體。這將會導(dǎo)致側(cè)向力，其會錯誤地表示樣品本體的機械性能。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的實施例，開口壁被形成為使得在垂直于待容納樣品本體的對稱軸并延伸的平面內(nèi)，開口的寬度至少是待容納樣品本體的中心部的寬度的1.5倍。
[0013]這可以具有待容納樣品本體的中心部不受垂直于待容納樣品本體的延伸平面的儲存裝置的材料影響的優(yōu)點。這意味著，在該區(qū)域中，儲存裝置不與樣品本體熱接觸，并且在樣品本體的溫度控制儲存期間用于加熱樣品本體的氣體可以在待容納樣品本體的中心部周圍均勻地流動。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的實施例，當(dāng)沿著樣品本體的對稱軸觀察時，以使得樣品的上部能夠沿對稱軸熱膨脹的方式，選擇上部區(qū)域的尺寸。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的實施例，樣本本體包括沿對稱軸與中心平行部相鄰的下肩部(下部)，其中下部區(qū)域的壁限制樣品本體的下部的橫向運動，在這種情況下，樣品本體的下部接觸下部區(qū)域。
[0016]這可以具有還防止樣品本體的下部變形的優(yōu)點。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的實施例，儲存裝置還包括槽，其中槽具有上壁、下壁和開口的上部區(qū)域的壁，其中槽的上下壁限制待容納樣品本體的上部的運動，當(dāng)垂直于待容納樣品本體的延伸面觀察時，在這種情況下，待容納樣品本體的上部接觸槽的上壁或下壁，其中槽被設(shè)計成允許待容納樣品本體的上部沿對稱軸移動。
[0018]其結(jié)果可以是用于允許樣品本體沿對稱軸熱膨脹并防止樣品本體從儲存裝置“脫落”的樣品本體的上部的引導(dǎo)件。通過引導(dǎo)件，有針對性地限制樣品本體沿對稱軸的變形，并且排除在其他方向上的“彎曲”。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的實施例，儲存裝置還包括夾具，其中夾具被設(shè)計成非正面(non-positive)容納樣品本體的上部，其中夾具在垂直于待容納樣品本體的對稱軸并延伸的平面內(nèi)具有第一寬度，其中樣品主體的上部在垂直于待容納樣品本體的對稱軸并延伸的平面內(nèi)具有第二寬度，其中前述第一寬度大于前述第二寬度，其中上部區(qū)域的壁在夾具上方形成用于待容納樣品本體的上部的側(cè)引導(dǎo)件。
[0020]這可以具有由于非正面容納樣品本體而使得在溫度控制儲存期間樣品本體的上部不會翹曲的優(yōu)點。例如當(dāng)進行拉伸試驗時，樣品本體的上肩部被牽拉裝置圍住。如果因彎曲垂直于樣品本體的延伸面而導(dǎo)致牽拉裝置無法利索地緊握上部，則樣品本體的上部會由此在該區(qū)域會破裂。然而，夾具對樣品本體的非正面容納抵消在儲存期間樣品本體的上部的任何變形。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的實施例，槽在夾具上方形成用于待容納樣品本體的上部的側(cè)引導(dǎo)件。
[0022]這可能具有樣品本體的上部不與儲存裝置的材料直接接觸，在溫度控制儲存期間，樣品本體的上部不會融化從而不可逆地連接到儲存裝置的優(yōu)點。這保證樣品本體的上部可總是沿對稱軸移動。因此，樣品本體的上部總是必然與儲存裝置有一定距離。
[0023]根據(jù)本發(fā)明的實施例，儲存裝置包括第一儲存裝置部和第二儲存裝置部，其中第一儲存裝置部具有第一開口，其中第二儲存裝置部具有第二開口，其中儲存裝置的開口包括第一開口和第二開口，其中第一開口和第二開口被設(shè)計為使得待容納樣品本體的中心部不受垂直于待容納樣品本體的延伸面的第一儲存裝置部和第二儲存裝置部的材料的影響。
[0024]這可以具有保證樣品本體的中心部均勻加熱的優(yōu)點。因此，用于溫度控制的氣體可以圍繞樣品本體的中心部流動并從所有側(cè)均勻加熱樣品本體的中心部。
[0025]根據(jù)本發(fā)明的實施例，第一儲存裝置部形成槽的上壁，其中第二儲存裝置部形成槽的下壁。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的實施例，第一儲存裝置部和第二儲存裝置部限制垂直于待容納樣品本體的延伸面的待容納樣品本體的下部的運動，在這種情況下，待容納樣品本體的下部接觸第一儲存裝置部或第二儲存裝置部，其中第一儲存裝置部和第二儲存裝置部被設(shè)計為允許待容納樣品本體的下部沿著對稱軸移動。
[0027]這可以具有保護樣品本體的下部在垂直于樣品本體的延伸面的方向免受翹曲的優(yōu)點。然而，樣品本體的下部的熱運動也是可能的。
[0028]根據(jù)本發(fā)明的實施例，儲存裝置還包括用于第一儲存裝置部和第二儲存裝置部的定位輔助部，其中定位輔助部被設(shè)計以第一儲存裝置部和第二儲存裝置部相對于彼此定向使得第一儲存裝置部形成槽的上壁，第二儲存裝置部形成槽的下壁。
[0029]這可以具有樣品本體可容易地插入到儲存裝置中的優(yōu)點。為此，樣品本體必須被放置在第一儲存裝置部中然后第二定位裝置通過定位輔助部放置到第一儲存裝置部和樣品本體上。部件自動相對于彼此定向使得樣品本體不被“夾持”且樣品本體的部件能夠沿著樣品本體的對稱軸移動。同時，但是防止垂直于樣品本體的延伸面的方向上的移動。
[0030]在另一方面中，本發(fā)明涉及一種溫度控制裝置，其中溫度控制裝置包括熱腔體，例如對流爐，其中該爐被設(shè)計成容納如上所述的儲存裝置。
【附圖說明】
[0031 ] 下面參照附圖更詳細地解釋本發(fā)明的實施例。在附圖中，
[0032]圖1示出了用于儲存樣品本體的儲存裝置，
[0033]圖2示出了樣品本體以及樣品本體和夾具的布置，
[0034]圖3示出了第一儲存裝置部、樣品本體和夾具的布置，
[0035]圖4示出了第一儲存裝置部、第二儲存裝置部、樣品本體和夾具的布置。
【具體實施方式】
[0036]用相同參考字符標(biāo)明對應(yīng)于彼此的下列實施例的元件。
[0037]圖1示出了用于儲存如圖2所示的樣品本體(200)的儲存裝置(100)。儲存裝置包括具有上部區(qū)域(101)和下部區(qū)域(103)的開口。為了使樣品本體(200)的上部沿樣品本體(200)的對稱軸(202)移動，上部區(qū)域的壁形成用于待容納樣品本體的上部(201)的側(cè)引導(dǎo)件(105)。
[0038]圖2示出了待容納的樣品本體(200)，其包括上部(201)和沿其對稱軸(202)并與上部相鄰的中心部(203)。此外，樣品本體(200)包括沿對稱軸(202)與中心部(203)相鄰的下部(205)。
[0039]為了研究樣品本體的熱老化，爐中(此處未示出)的溫度控制儲存是必要的。為此，樣品本體(200)通常以無載荷狀態(tài)儲存在不同溫度的爐中。樣本本體必須以樣品本體在儲存期間不會翹曲的方式長時間儲存在爐中。由于力分量形成在沒有僅平行于樣品本體的對稱軸(即張力軸)的樣品本體中，翹曲的樣品本體會使隨后拉伸試驗中的測定結(jié)果錯誤。
[0040]如圖1所示的儲存裝置用于允許儲存圖2所示的樣品本體，其中防止樣品本體因爐中加熱導(dǎo)致的翹曲以及樣品本體因加熱會導(dǎo)致的熱膨脹。
[0041]應(yīng)當(dāng)指出注意的是，待容納樣品本體(200)的形狀并非局限于如圖2所示的樣品本體的形狀。這應(yīng)用于類似于圖1所示的儲存裝置。儲存裝置的形狀應(yīng)該以允許樣品本體的上部(201)沿著對稱軸(202)熱膨脹的方式適應(yīng)樣品本體的形狀。此外，儲存裝置的形狀應(yīng)該以待容納樣品本體(200)的中心部(203)不受垂直于待容納樣品本體(200)的延伸面的儲存裝置的材料影響的方式適應(yīng)樣品本體的形狀。這使得在熱儲存期間能夠均勻加熱樣品本體。<