Lasergesteuerte Härteprüfung von O-Ringen

30.01.2018

Kremer nimmt’s genau: Lasergesteuerte Härteprüfung von O-Ringen Die Härte ist bei der Wahl eines geeigneten Elastomer-Werkstoffes ein bedeutendes Kriterium. Als „Härte“ beschreibt man den Widerstand, den ein Elastomer einem härteren, eindringenden Körper entgegenbringt.

Kremer nimmt’s genau: Lasergesteuerte Härteprüfung von O-Ringen

Die Härte ist bei der Wahl eines geeigneten Elastomer-Werkstoffes ein bedeutendes Kriterium. Als „Härte“ beschreibt man den Widerstand, den ein Elastomer einem härteren, eindringenden Körper entgegenbringt. Je weniger er sich verformt, je weniger tief ein anderer Gegenstand eindringen kann, umso härter ist er. Um die Härte eines Elastomers zu ermitteln, wird eine normgerechte Härteprüfung vorgenommen.

Wichtig zu wissen: Nicht immer bedeutet „härter“ auch „besser“. Manchmal ist es für die Funktionalität einer Dichtung gerade erforderlich, dass sie sich an Oberflächen der Dichtungspartner anschmiegt oder sich stärker verformen lässt. Man denke etwa an den Gummi-Türstopper. Er bedarf einer gewissen Weichheit, damit die Tür beim Anschlagen an den Stopper nicht beschädigt wird. Auch O-Ringe verdanken ihre Wirksamkeit im Wesentlichen der Tatsache, dass sie sich unter Anpressdruck verformen und so alle Lücken verschließen, durch die z. B. Wasser oder andere flüssige Agenzien dringen könnten. Gleichzeitig muss aber auch eine Formstabilität gewahrt bleiben, um gerade bei O-Ringen eine Spaltextrusion zu verhindern. Die notwendige Härte, die sich aufgrund der Dichtaufgabe im Anwendungsfall empfiehlt, muss innerhalb der Härtetoleranz von ±5 Härtepunkten gewährleistet sein. Um dies im Herstellerwerk und beim Kunden gleichermaßen prüfen und nachvollziehen zu können, sind reproduzierbare Härteprüfungen notwendig.

Unterschiedliche Prüfverfahren für unterschiedliche Produkte
Die Härteprüfung an elastomeren Bauteilen wird vorzugsweise nach Shore A oder IRHD (International Rubber Hardness Degrees) vorgenommen. Die Härtemessung nach Shore A wird an sechs Millimeter dicken Normprobekörpern vorgenommen und dient dem Elastomerverarbeiter zur Wareneingangskontrolle und Freigabeprüfung seiner Gummimischung für die Produktion von Gummiteilen. Nun weisen die kundenspezifisch hergestellten Elastomerprodukte in den seltensten Fällen Wanddicken von sechs Millimetern auf, sodass der Kunde und Weiterverarbeiter des Produktes daran eine normgerechte und damit vergleichbare Härteprüfung nach Shore A vornehmen könnte. Bei dünnwandigen Elastomerprodukten und bei gekrümmten Oberflächen des Gummi-Fertigteils eignen sich die Härtemessverfahren nach Mikro-Shore  oder IRHD, das zum Beispiel klassisch für die Härtemessung an O-Ringen verwendet wird.

Die verschiedenen Härteprüfverfahren funktionieren trotz Detailunterschieden dennoch alle nach ein und demselben Prinzip: In das Produkte, dessen Härte es zu ermitteln gilt, wird eine Messnadel, ein  sogenannter Indenter, mit definierter Kraft auf der Oberfläche aufgesetzt und für eine definierte Zeitdauer angedrückt. Je mehr das Objekt dem Indenter nachgibt, d. h. je tiefer er eindringen kann, umso weniger hart ist der elastomere Werkstoff. Sowohl bei den Verfahren nach Shore A, Mikro-Shore als auch nach IRHD wird die maximale Härte mit dem Wert 100 angegeben, der niedrigste mit 0. Die für industrielle Anwendungsfälle meist verwendete Härte von Dichtungswerkstoffen beträgt 60 – 70 Shore A und wird auch gerne als „mittlere Härte“ bezeichnet. Diese Angabe kann Nicht-Fachleuten als eine erste Orientierungshilfe dienen.

Die Härtemessung nach IRHD oder Mirko-Shore
Bei Kremer besteht die IRHD-Härtemessung an O-Ringen aus drei Schritten. Zuerst wird eine lasergestützte Messung der Höhe der O-Ringe vorgenommen und dabei der höchste Punkt der gekrümmten Oberfläche ermittelt. Anschließend wird das Messsystem auf den Wert 100 kalibriert, der einen Werkstoff bezeichnet, in den kein Eindringen möglich ist. Das Messgerät fährt nun den Messpunkt an, an dem die Messnadel für 30 Sekunden mit genau definiertem Druck exakt auf der höchsten Stelle der O-Ring-Krümmung aufsetzt und in den zu messenden O-Ring eindringt. Der Wert fällt dabei von 100 schlagartig ab, bis er sich zum Ende der Messung nur noch ganz wenig verändert. Die finalen Messwerte in IRHD und Mikro-Shore entsprechen zwar nicht exakt dem Wert nach Shore-A, der an der sechs Millimeter starken Prüfplatte des verwendeten Elastomers ermittelt wurde, sind aber ausreichend genau, um eine Aussage über die Härte am Fertigteil machen zu können.

Auf den Punkt: bedarfsgerechte Fertigung bei Kremer
Kremer unterstützt Industrieunternehmen aller Branchen bei der bedarfsgerechten Auswahl von Elastomerwerkstoffen für die Herstellung kundenspezifischer Elastomer-, Kunststoff- und TPE-Teile. Mithilfe moderner technischer Verfahren kann das Unternehmen aus Wächtersbach absolut bedarfs- und zweckgerecht produzieren.

 

Kremer – der Spezialist für Elastomer- und Kunststoff-Produkte nach Zeichnung
Kremer wurde 1965 gegründet und gehört seit 1995 der REIFF-Gruppe an. Schwerpunkte von Kremer liegen in den Produktgruppen Dichtungen, O-Ringe und Formteile aus Gummi-, Kunststoff- und thermoplastischen Elastomeren. 2K-Produkte, Gummi-Metallverbindungen, Moosgummiprofile, Gummiprofile und Schlauchringe ergänzen das umfangreiche Lieferprogramm.

 

 

 

Pressekontakt:
Kremer GmbH
Gregor Hämel
Kinzigstr. 9
63607 Wächtersbach

Tel: 06053 - 61610

E-Mail: gregor.haemel@kremer-reiff.de