Härteprüfungen

Eine der wichtigsten Kenngrößen in der Kautschuktechnologie ist die Härte. Die Nennhärte wird bei allen Werkstoffen von Freudenberg Process Seals in der Materialbezeichnung vor dem Basiselastomer angegeben (Beispiel: 70 EPDM 291). Die Härte wird mit verschiedenen genormten Verfahren ermittelt. Gemessen wird dabei immer, wie weit ein vorgegebener Prüfkörper unter einer definierten Kraft in das Gummimaterial eindringt.

• Härteprüfung nach Shore A nach DIN 53 505 an Elastomeren
• Härteprüfung nach IRHD nach DIN ISO 48 an Dichtungen

Auf dieser Basis erhalten Sie von Freudenberg Process Seals Werkstoff- und Dichtungslösungen mit den optimal auf Ihren Anwendungsfall ausgelegten Härtegraden.

Volumenänderungsmessung

Dichtungen kommen mit den unterschiedlichsten Medien – Flüssigkeiten und Gasen – in Kontakt. Alle diese Medien beeinflussen die Elastomerwerkstoffe auf verschiedene Weisen. Man unterscheidet in chemisch aktive und physikalisch aktive Medien. Chemisch aktive Medien reagieren mit den Elastomermischungen und verändern deren Eigenschaften irreversibel, das heißt, das Material verliert Elastizität respektive verhärtet.

Physikalisch aktive Medien lösen zwei Vorgänge gleichzeitig aus:

• a. eine Absorption des Mediums durch das Elastomer und
• b. eine Extraktion von löslichen Mischungsbestandteilen (z.B. Weichmachern) aus dem Elastomer.

Diese Quellvorgänge sind in der Regel reversibel. Die Größe der Volumenänderung ist dabei von folgenden Faktoren abhängig:

• Art des einwirkenden Mediums
• Aufbau der Elastomermischung
• Temperatur
• Geometrische Form (Dicke) der Dichtung
• Spannungszustand der Dichtung

Jede Volumenänderung, ob Quellung oder Schrumpfung, ist mit Änderungen der physikalischen Eigenschaften wie Härte, Elastizität, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Temperaturverhalten verbunden. Freudenberg Process Seals prüft seine Werkstoffe deshalb ausführlich gemäß DIN ISO 1817, um Ihnen zuverlässige Aussagen zur Beständigkeit von Elastomermischungen in den verwendeten Medien zu gewährleisten.

Weiterreißfestigkeit

Die Weiterreißfestigkeit ist ein Maß für die Empfindlichkeit von Elastomeren gegen das Weiterreißen von Schnitt- und Rissverletzungen. Die gebräuchlichste Prüfung zur Ermittlung der Weiterreißfestigkeit ist die Streifenprobe nach DIN ISO 34-1 (DIN 53 507).

Eine weitere Prüfmethode ist die Winkelprobe nach DIN ISO 34-1 (DIN 53 515). Die gemessenen Werte müssen nicht mit den im Zugversuch ermittelten Spannwerten korrelieren. Da die Ergebnisse der Weiterreißfestigkeit stark von den speziellen Prüfbedingungen und besonders von der Probenform abhängen, gibt Freudenberg Process Seals bei der Nennung von Ergebnissen immer Prüfverfahren und Probenform an.

Der Druckverformungsrest (DVR) ist eine wichtige Kenngröße zur Beurteilung der Eigenschaften eines Dichtungswerkstoffes. Diese Kenngröße beschreibt die Fähigkeit eines Werkstoffes, auch noch nach längerer Betriebszeit in Kontakt mit den betreffenden Medien eine ausreichende Rückstellkraft auf die Dichtflächen zu erzeugen und damit die Dichtheit sicherzustellen. Weiterhin ist der Druckverformungsrest ein Maß zur Erkennung und Beurteilung des Vulkanisationsverhaltens.

In unseren konzerneigenen Prüfeinrichtungen wird der DVR unserer Werkstoffe gemäß DIN ISO 815 umfangreich getestet und als aussagekräftiger Parameter für Ihre Werkstoffwahl ausgewiesen.

Zur Beachtung:

Vergleichbar sind DVR-Werte nur, wenn folgende Parameter gleich sind:

• Verformung (Standard 25%)
• Dauer der Verformung (Standard 24 oder 72 Stunden)
• Temperatur während der Verformung (Abhängig vom zu prüfenden Elastomer)
• Medium, in dem geprüft wird (Standard: Luft)
• Form des Prüfkörpers

Dichtemessung

Die Dichte von vulkanisiertem Kautschuk ist eine spezifische Kenngröße. Durch eine einfache, schnell durchführbare Messung der Dichte können erste Rückschlüsse auf das verwendete Compound gezogen werden, wichtig zur Ermittlung bisher eingesetzter, unspezifischer Elastomere in Ihrer Anlage. Bei der Analyse dieser unbekannten Mischungen wird die Dichtemessung deshalb allen weiteren Prüfungen vorangestellt, um die Anzahl der möglichen Compounds einzugrenzen.

Bei der Herstellung eines Compounds dient die Dichtemessung jedoch auch als Indiz, ob alle Mischungsbestandteile korrekt zugefügt wurden im Sinne eines gleichbleibend hohen Qualitätsstandards unserer Werkstofflösungen.

In der Regel wird die Dichte mit der Auftriebsmethode gemessen. Nach dem „Archimedischen Prinzip“ zeigt ein Körper beim Eintauchen in eine Flüssigkeit eine Auftriebskraft. Daraus lässt sich über die Volumenerfassung des Prüfkörpers sein spezifisches Gewicht errechnen.

Zugversuche

Die Zugversuche dienen zur Ermittlung der Reißfestigkeit, der Reiß- oder Bruchdehnung und der Spannungswerte von elastomeren Werkstoffen. Die dazu verwendeten Prüfkörper sind Normstäbe oder genormte Ringe mit rechteckigen Querschnitten. Außer an O-Ringen können in der Regel keine Zugversuche an Formdichtungen durchgeführt werden, da hier der Formfaktor einen wesentlichen Einfluss auf das Messergebnis hat.

Bei jedem Zugversuch werden 3 Werte ermittelt:

Die Reißfestigkeit ist die im Moment des Reißens erreichte Kraft bezogen auf den Ausgangsquerschnitt des Prüfkörpers vor Beginn der Prüfung

Der Spannwert ist definiert als die für eine bestimmte Dehnung erforderliche Kraft bezogen auf den Anfangsquerschnitt

Die Bruchdehnung (oder Reißdehnung) ist das prozentuale Verhältnis der im Moment des Reißens erreichten Verlängerung zur Ausgangslänge

Die drei Kennwerte Reißfestigkeit, 100%- Spannwert und Bruchdehnung sind auf den Freudenberg Process Seals-Datenblättern für alle Werkstoffe angegeben. Werte werden durch den Vulkanisationsgrad, den Mischungsaufbau, die Füllstoffe (Ruß, Weichmacher, Alterungsschutzmittel, etc.), Lagerungsbedingungen und Alterung beeinflusst.