Was ist der Druckverformungsrest bei Gummiprodukten?

Tauchen wir ein in die faszinierende Welt des Druckverformungsrestes bei Gummimaterialien, in der Elastizität und Verformung im Mittelpunkt stehen. Der Druckverformungsrest ist das wichtigste Merkmal von Gummiprodukten. Und es ist wichtig, diesen Faktor bei der Auswahl von Gummi für ein bestimmtes Projekt zu berücksichtigen. Wenn Sie nicht auf den Druckverformungsrest achten, wählen Sie möglicherweise ein Material, dessen Anwendung mit der Zeit versagt. Das willst du nicht. Tust du?

Inhaltsverzeichnis

Tauchen wir also ein in die Welt der Kompressionssätze Gummiprodukte. In diesem Leitfaden möchten wir Ihnen erklären, was der Druckverformungsrest bei Gummiprodukten ist, wie er gemessen wird und funktioniert, und einige branchenübliche Tests durchführen. Wir planen, einige Beispielberechnungen zu teilen, um hohe und niedrige Werte und ihre Bedeutung zu verstehen. Außerdem würden Sie sich über die Realitätsprüfung einiger Missverständnisse über Kompressionssätze freuen.

Sind Sie bereit, das Konzept eines Kompressionssatzes zu verstehen? Lass uns anfangen!

Was ist ein Kompressionssatz?

Kompressionssatz misst die Fähigkeit des Materials, wieder in seine ursprüngliche Form und Größe zurückzukehren, nachdem es über einen bestimmten Zeitraum komprimiert und unter Druck gequetscht wurde. 

Wenn Sie beispielsweise einen Gummiball über längere Zeit so stark zusammendrücken, dass er nicht wieder seine runde Form annimmt und gequetscht bleibt, dann hat dieser Ball einen hohen Druckverformungsrest, was ihn für Anwendungen weniger geeignet macht.

Der Druckverformungsrest ist ein wichtiges Merkmal von Gummiprodukten, insbesondere wenn Gummi zur Herstellung von Dichtungen, Dichtungen und Reifen verwendet wird. Diese Produkte müssen auch bei längerem Zusammendrücken ihre Form behalten und funktionieren.

Komprimierungssatz

Von einem hohen Druckverformungsrest spricht man, wenn ein Material unter Druck für eine bestimmte Zeit seine Form und Größe verliert. Bei Gummiprodukten mit geringer Kompression bedeutet jedoch, dass das Produkt nach einer langen Kompressionszeit wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehrt.

Ein niedriger Druckverformungsrest ist besser als ein hoher, da er eine dichte Abdichtung aufrechterhält und dafür sorgt, dass die Reifen richtig auf der Straße haften. Ein hoher Druckverformungsrest kann zu Verformung und Undichtigkeit führen.

Der Druckverformungsrest bei Gummiprodukten ist ein Test, der misst, wie gut sie nach dem Zusammendrücken oder Zusammendrücken wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Wenn sie sich erholen, ohne viel an Form zu verlieren, bedeutet das, dass sie ihre Aufgabe effektiv erfüllen werden.

Wie funktioniert ein Kompressionssatz?

Der Druckverformungsresttest wurde am Gummi durchgeführt, um die Fähigkeit des Gummis zu messen, seine ursprüngliche Form und Größe wiederherzustellen, nachdem es unter Druck gequetscht wurde. Dieser Druckverformungsresttest bewertet die Elastizität und Haltbarkeit von Gummi im Laufe der Zeit.

So funktioniert der Druckverformungsresttest:

Druckverformungsresttest
  1. Anfängliche Komprimierung

Im ersten Schritt wird die Gummiprobe durch Pressen zwischen zwei ebenen Flächen auf ein bestimmtes Druckniveau komprimiert. Dieser Druck ahmt die Bedingungen nach, denen Gummi im Laufe der Zeit während seines Gebrauchs ausgesetzt ist. 

  1. Halten Sie die Kompression

Der Gummi wird für einen bestimmten Zeitraum gepresst, beispielsweise 24 Stunden oder sogar Tage. Die Zeit richtet sich nach der Prüfnorm und der beabsichtigten Anwendung des Produkts. 

  1. Freigabe und Messung

Sobald die angegebene Zeit verstrichen ist, wird das Produkt vom Druck befreit und kann dann wieder seine Form annehmen. Der Betrag, um den es in seine ursprüngliche Form zurückkehrt, ist der Druckverformungsrest, gemessen in Prozent.  

Prüfgerät für den Druckverformungsrest von Gummiprodukten

Ein niedriger Druckverformungsrest bedeutet, dass das Gummiprodukt gute Elastizitätseigenschaften aufweist und sich gut in seine ursprüngliche Form zurückbilden kann. 

Ein hoher Druckverformungsrest bedeutet, dass das Gummiprodukt nicht so effektiv wie nötig zurückspringt. Dies weist darauf hin, dass das Produkt möglicherweise ein Problem mit seiner Langzeitleistung hat.

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Bedeutung des Druckverformungsrestes in Gummiprodukten

Hersteller führen Kompressionsresttests durch, um sicherzustellen, dass Gummiprodukte unter Druck ihre Form behalten und im Laufe der Zeit ordnungsgemäß funktionieren. Der Wert des Druckverformungsrests steht in direktem Zusammenhang mit der Sicherheit, Leistung und Langlebigkeit verschiedener Anwendungen auf Gummibasis. Hier sind einige Gründe, die die Bedeutung von Druckverformungsresten in Gummiprodukten definieren.

  1. Behält die Dichtungsintegrität bei: Gummiprodukte müssen dicht abschließen, um Lecks oder Verunreinigungen zu verhindern, insbesondere beim Auftragen O-Ringe, Dichtungen und Dichtungen. Ein niedriger Druckverformungsrest gewährleistet also, dass die Dichtung intakt bleibt und das System seine Integrität behält.
  2. Verbessert die Haltbarkeit: Produkte auf Gummibasis wie Reifen und Aufhängungskomponenten sind bei der Verwendung häufig großem Druck und Kompression ausgesetzt. Ein niedriger Druckverformungsrest sorgt dafür, dass die Reifen wieder in ihre ursprüngliche Form zurückkehren. Daher bleiben Reifen aus Gummi im Laufe der Zeit sicher und langlebig. 
  3. Qualitätskontrolle: Hersteller führen Druckverformungstests an Gummiprodukten durch, bevor sie diese verwenden. Sie müssen hochwertige Gummiprodukte wählen, um die Erwartungen der Kunden und Industriestandards zu erfüllen. Eine Reihe von Produkten mit geringer Kompression bedeutet, dass sie von hoher Qualität sind.
  4. Sicherheitszusicherung: Gummiprodukte finden wichtige Anwendungen in Luft- und Raumfahrtkomponenten, Industriemaschinen und medizinischen Geräten. Der Druckverformungsrestwert definiert den Sicherheitsgrad, den ein Produkt bieten kann.
  5. Kosteneinsparungen: Produkte mit hohem Gummigehalt und niedrigem Kompressionswert müssen seltener ausgetauscht und repariert werden, was zu Kosteneinsparungen führt.

Messung des Druckverformungsrestes

Der Druckverformungsrest von Gummiprodukten wird durch die folgenden zwei Testverfahren gemessen:

Kompressionssatz A

Dabei handelt es sich um das Maß für den Druckverformungsrest, wenn die Probe einer konstanten Luftkraft von 1.8 kN ausgesetzt ist.

Bei diesem Test wird das Probeprodukt für einen bestimmten Zeitraum und bei einer eingestellten Temperatur unter einer konstanten Kraft von 1.8 kN komprimiert.

Nachdem die Kraft nachgelassen hat, erhält das Produkt 30 Minuten Zeit, um in seinen Normalzustand zurückzufedern, bevor seine endgültige Dicke gemessen wird. 

Die Formel zur Berechnung des Druckverformungsrestes lautet wie folgt:

Druckverformungsrest A Wert = [(t0-t1)/t0] X100 %

Wo:

  • t0 =ursprüngliche Dicke oder Höhe der Probe
  • t1=Höhe/Dicke des Stücks nach der angegebenen Zeitkomprimierung und Zeit

Beispielsweise:

Vor der Kompression beträgt die ursprüngliche Höhe der Probe 25 mm und nach 24 Stunden Kompression beträgt die Höhe des Materials 20 mm. Wenden wir nun die Formel an, um den Kompressionssatzwert zu erhalten.

Hier ist die Berechnung:

Druckverformungsrest A = [(25-20)/25] x100 % = 20 %

Kompressionsset B

Dabei handelt es sich um die Bestimmung des Druckverformungsrestes nach einer konstanten Verformung in der Luft. 

Bei diesem Test wird das Musterprodukt für eine bestimmte Zeit und Temperatur einer konstanten Luftumlenkung von nahezu 75 Prozent seiner ursprünglichen Höhe ausgesetzt. Man lässt das Produkt 30 Minuten ruhen und misst dann seine Dicke. Anschließend wird der Prozentsatz der endgültigen Dicke der Probe gemessen, die nach dem Lösen der Kompression erhalten bleibt.

Die Formel zur Berechnung des Druckverformungsrestes b lautet wie folgt:

Druckverformungsrest B = [(t0-t2)/t0-tn] x100 %

  • t0 = Ursprüngliche Dicke/Höhe der Probe
  • tn = Höhe/Dicke des Probenprodukts während des Tests 
  • t2= Höhe/Dicke der Probe nach der angegebenen Zeit und einer anschließenden Erholungsphase

Beispielsweise:

Die ursprüngliche Höhe der Probe beträgt 25 mm und sie wird fast 75 Stunden lang um 24 Prozent komprimiert. Nachdem die Testhöhe des Produkts gemessen wurde, beträgt sie 23.5 mm. Die 75 Prozent von 25 mm sind 18 mm.

Hier ist die Berechnung:

Druckverformungsrest B-Wert = (25–23.5)/(25–18.75) x 100 % = 24 %

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Faktoren, die den Druckverformungsrest beeinflussen

Hier sind einige Faktoren, die den Wert des Druckverformungsrestes beeinflussen können:

  1. Gummityp: Die chemische Zusammensetzung von Gummi variiert von Typ zu Typ. Der Druckverformungsrestwert von Naturkautschuk unterscheidet sich vom synthetischen Kautschuk. Andere Gummiarten weisen einen unterschiedlichen Widerstand gegen dauerhafte Verformung auf. 
  2. Temperatur: Gummimaterial weist bei hohen Temperaturen einen hohen Druckverformungsrest auf. Normalerweise werden Tests an Gummiprodukten bei erhöhten Temperaturen durchgeführt, um reale Bedingungen zu simulieren. Diese verschiedenen Testmethoden bieten Aufschluss darüber, wie gut dieses Produkt bei unterschiedlichen Temperaturniveaus funktioniert.
  3. Komprimierungszeit: Ein weiterer Faktor, der den Druckverformungsrest eines Gummiprodukts beeinflussen kann, ist die Dauer der Kompression. Ein Druckverformungsrest ist hoch, wenn ein Produkt über einen längeren Zeitraum einer Druckkraft ausgesetzt ist. Diese hohe Kompressionszeit führt auch zu einer dauerhaften Verformung. 
  4. Kompressionsdruck: Die Größe des Drucks und der Spannung, die auf ein Gummiprodukt ausgeübt werden, wirken sich auch auf den Druckverformungsrest aus. Ein höherer Vergleich führt zu einer stärkeren Verformung. 
  5. Gummialterung: Wenn Gummi altert und Sonnenlicht, Sauerstoff oder chemischen Reaktionen ausgesetzt wird, ist diese Alterung auch ein Grund für den hohen Druckverformungsrest. 
  6. Füllstoffe und Zusatzstoffe: Je nach Art und Konzentration können Silikonkautschuke mit Füll- oder Zusatzstoffen den Druckverformungsrest erhöhen oder verringern.  
  7. Heilungsprozess: Ein weiterer Faktor, der den Druckverformungsrest beeinflussen kann, ist der Aushärtungsprozess von Gummiprodukten. Nach der Aushärtung behält das Produkt ein hohes Maß an Elastizität und ist sehr widerstandsfähig gegen Verformung.
  8. Design und Geometrie: Das Design und die Geometrie von Gummikomponenten beeinflussen auch, wie gut sie auf Druck reagieren. 

Standards und Prüfmethoden für den Druckverformungsrest

Die Prüfung des Druckverformungsrestes für Gummiprodukte basiert auf dem Standardverfahren, das von renommierten Organisationen wie z. B. entwickelt wurde STM International und ISO (International Organization for Standardization). Obwohl es viele Standards und Testverfahren gibt, möchten wir Ihnen gerne Einzelheiten zu zwei gängigen Standards und Testmethoden mitteilen, die zur Bestimmung des Druckverformungsrests für Gummimischungen verwendet werden.

ASTM-Standardvorrichtung für die Prüfung des Druckverformungsrestes

ASTM D395 – Standardtestmethoden für Gummieigenschaften – Druckverformungsrest

Es ist der am häufigsten verwendete Standard zum Testen von Gummiprodukten für verschiedene Anwendungen. Diese Norm legt einige Richtlinien zur Messung des Druckverformungsrestes von Material fest. ASTM D395 umfasst verschiedene Arten von Tests, die an Gummiprodukten bei Raumtemperatur oder erhöhter Temperatur durchgeführt werden.

ASTM D395

ISO 815 – 1:2019 Gummi, vulkanisiert oder thermoplastisch – Bestimmung der Druckverformungsrestprüfung

Diese ISO-Norm legt einige Richtlinien zum Testen von Kompressionssätzen fest vulkanisiert und thermoplastische Kautschuke bei Raum-/Umgebungstemperatur und erhöhter Temperatur. 

ISO 815 – 1:2019 Standard für Druckverformungsrest

Es gibt drei Testmethoden für erhöhte Temperaturen und eine Testmethode für Raumtemperatur. Der Zweck dieser Methode besteht darin, die Fähigkeit von Gummi mit einer Härte (Bereich 10 IRHD bis 95 IRHD) zu messen, seine elastischen Eigenschaften nach längerer Kompression über einen bestimmten Zeitraum beizubehalten.

GummihärteKompressionsbelastung
80 IRHD bis 89IRHD15 Prozent
90 IRHD bis 95 IRHD10 Prozent
ISO 815 – 1:2019 Standard für Kompressionsdehnung

TestphaseStundenTemperaturenMessen
Short24 StundenErhöhtStand der Heilung
Short24 StundenRaumbeduftungAuswirkung auf physikalische Veränderungen von Gummi
Lang1000 StundenErhöhtMessen Sie die Auswirkungen der Alterung und prognostizieren Sie die Serviceleistung
Parameter testen

Beide Normen legen Geräte, Berechnungsformeln und Prüfbedingungen zur Messung des Druckverformungsrestwerts für das Gummimaterial fest. Hersteller und Ingenieure nutzen diese Standardrichtlinien, um die Eignung von Gummimaterialien für verschiedene Anwendungen zu beurteilen und sicherzustellen, dass sie die Leistungs- und Haltbarkeitsanforderungen erfüllen. 

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Häufige Missverständnisse über den Druckverformungsrest

Bestimmte Dinge könnten am Druckverformungsrest verbessert werden, was zu einer falschen Material- oder Anwendungsauswahl führen kann. Es ist an der Zeit, Licht auf diese Komprimierung zu werfen.

Missverständnis: Ein höherer Druckverformungsrest weist auf eine bessere Formbarkeit für Arbeiten mit feinen Details hin

Wirklichkeit: Es muss genauer sein. Der höhere Wert für den Druckverformungsrest bedeutet, dass es weniger wahrscheinlich ist, dass das Material nach der Kompression in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Dieses Material ist anfangs besser formbar, kann sich jedoch dauerhaft verformen, wenn es anhaltenden Druckkräften ausgesetzt wird.

Wenn Sie also ein Gummiprodukt für feine Detailarbeiten benötigen, ist die Wahl eines Produkts mit niedrigem Druckverformungsrestwert sinnvoll.

Gummi-O-Ring-Designs

Missverständnis: Gummi ist aufgrund seiner Flexibilität elastischer als Stahl

Realität: Unter Elastizität versteht man eine Eigenschaft von Gummi, die bestimmt, wie gut das Material nach einer Verformung wieder in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Gummi ist hochflexibel, darf aber nicht flexibler sein als Stahl. Stahl ist elastischer als Gummi, da er besser in seine ursprüngliche Form zurückkehren kann. Gummi ist sehr flexibel, kann sich aber leicht verformen. Das bedeutet also nicht, dass es elastischer ist. 

Missverständnis: Druckverformungsfehler bei O-Ringen sind ausschließlich auf Materialprobleme zurückzuführen

Realität: Viele verschiedene Faktoren tragen zum Versagen des O-Ring-Druckverformungsrestes bei. Das Material muss mit Systemchemikalien kompatibel sein. Dies ist jedoch nicht der einzige Faktor. Ein weiterer Faktor, der zu einem Ausfall führen kann, ist der Grad der Quetschung oder Kompression, die auf den O-Ring ausgeübt wird. Bei der Auswahl eines O-Rings müssen Sie übermäßigen Druck reduzieren, um zu verhindern, dass er mit der Zeit versagt.

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Zusammenfassung 

Schließlich erhalten Sie ein vollständiges Bild des Druckverformungsrestes in Gummiprodukten. Was ist beispielsweise ein niedriger Druckverformungsrest und wie wichtig ist er? Sie kennen die Formel, mit deren Hilfe Sie den Wert mit den Methoden „Compression Set A“ und „B“ messen können.

Außerdem wissen Sie, welche Faktoren den Druckverformungsrest beeinflussen können und welche Standards bei der Prüfung befolgt werden. Es ist immer eine gute Idee, Elastomermaterialien sorgfältig auszuwählen und Ihr Urteilsvermögen nicht durch falsche Vorstellungen trüben zu lassen. Wenn Sie sich mit einem Druckverformungsrest von Gummiprodukten befassen, müssen Sie den Überblick behalten, da falsche Vorstellungen dazu führen können, dass für eine bestimmte Anwendung das Material falsch ausgewählt wird.

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David

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Ich bin der Gründer von Hongju Silicone. Ich bin seit mehr als zwei Jahrzehnten in diesem Bereich tätig. Wenn Sie nach maßgeschneiderten Silikonkautschukprodukten suchen, können Sie mir gerne Fragen stellen.

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