ELASTOMER- UND DICHTUNGSWISSEN TRANSPARENT

Fachaufsätze von Bernhard Richter und Ulrich Blobner

Fachwissen Prüfverfahren

Fachwissen Prüfverfahren - Sonderausgabe der Fachzeitschrift DICHT!

In dem Magazin DICHT! erschien über drei Jahre, ab der Ausgabe 04/2014, eine vom O-Ring Prüflabor Richter verfasste Reihe zu Grenzen und Möglichkeiten wichtiger Prüfverfahren für Elastomere.

Fachwissen Prüfverfahren – Physikalische Analytik

Die Thermogravimetrische Analyse (TGA), die Dynamische Differenzkalorimetrie (DSC) und die Dynamische mechanische Analyse (DMA) sind inzwischen unverzichtbare Prüfmethoden, sowohl für Gummiwerkstoffe auch für Fertigteile aus Elastomeren.

Fachwissen Prüfverfahren – 100 Jahre Heißluftalterung nach W.C. Geer

Im Jahr 1916 stellte der Amerikaner W.C. Geer seine Methode zur beschleunigten Alterung von Gummi vor, die bis heute - in großen Teilen noch unverändert - praktiziert wird.

Fachwissen Prüfverfahren - Unverzichtbare Gummiprüfungen gestern und heute aus Sicht der ISO 3601-5

Die historische Entwicklung der wichtigsten Grundprüfarten (Zugversuch, Härte, Heißluftalterung, DVR) wird kurz vorgestellt und aus Sicht der aktuellen O-Ring Norm ISO 3601-5 wird aufgezeigt, warum diese Prüfmethoden nach wie vor unerlässlich sind.

Fachwissen Prüfverfahren – 100 Jahre Shore A

Interessanterweise findet sich in moderner Fachliteratur zur Elastomerprüfung wenig zur Entstehung und zu den Hintergründen der wichtigen Grundprüfarten, wie z.B. zum Zugversuch.

Fachwissen Prüfverfahren –Identitätsprüfungen Härte und Dichte

Unter Identitätsprüfungen versteht man Prüfungen, die in einem definierten Rahmen eine Übereinstimmung eines Prüfloses mit Referenzwerten aus der Bemusterung oder vorhergehenden Lieferungen zulassen.

Fachwissen Prüfverfahren – Härte

Als Härte wird der Widerstand definiert, den ein Körper einem härteren eindringenden Körper entgegensetzt. Die Kraft des Eindringkörpers (Indentor) wird in der Regel vorab festgelegt.

Fachwissen Prüfverfahren – Druckverformungsrest

Elastomere sind keine idealelastischen Werkstoffe. Verformt man beispielsweise eine Dichtung über einen längeren Zeitraum, so wird diese nach Wegnahme der Verformung nicht wieder ganz in ihre ursprüngliche Form zurückkehren.

Fachwissen Prüfverfahren – Zugverformungsrest

Bei der Zugverformungsrestprüfung wird der Probekörper gedehnt. Entweder handelt es sich um eine konstante Dehnung oder um eine Dehnung unter konstanter Last.

Fachwissen Prüfverfahren – Zugversuch

Beim Zugversuch werden genormte Prüfkörper (in den meisten Fällen sogenannte „Schulterstäbe“) in eine Zugprüfmaschine eingespannt und mit konstanter Vorschubgeschwindigkeit bis zum Zerreißen gedehnt.

Fachwissen Prüfverfahren – Zugversuch an Ringen

In den grundlegenden Normen für den Zugversuch von Elastomeren (DIN 53504, ISO 37, ASTM D412 06a) ist die Prüfung von wenigen genormten Rechteckringen beschrieben.

Fachwissen Prüfverfahren – Heißluftalterung an Elastomeren

Die Bezeichnung „Alterung“ beschreibt bei Elastomeren eine Vielzahl von Prozessen die zu einem chemischen und physikalischen Um- und Abbau ausvulkanisierter Probekörper oder Fertigteile führen.

Fachwissen Prüfverfahren - STAND DER TECHNIK BEI DER PRÜFUNG VON GUMMIDICHTUNGEN UND ELASTOMEREN WERKSTOFFEN

Fortschritte in der berührungslosen Messtechnik und in der Werkstoffprüfung ermöglichen eine genauere Überprüfung von O-Ringen.

Fachwissen Schadensanalyse

FACHWISSEN SCHADENSANALYSE: SPIRALRISSE AN O-RINGEN

Werden O-Ringe wiederkehrend bzw. zyklisch in sich verdreht, also leicht verdrillt, können sie dadurch spiralförmig umlaufende Markierungen oder Einschnitte/-risse bekommen.

FACHWISSEN SCHADENSANALYSE: LUFT IN DRUCKFLÜSSIGKEITEN

Luft in Hydrauliksystemen ist eine verborgene Gefahr, welche die Schadensmechanismen „mikroskopische“ explosive Dekompression, Dieseleffekt, Luftblasenerosion oder Kavitationsschaden auslösen kann.

Fachwissen Schadensanalyse: Hohe bleibende Verformung

Dichtungen werden aus den verschiedensten Gründen in der Praxis geschädigt. Neben dem Erkennen der Schadensursache werden dann mögliche Abhilfemaßnahmen wichtig.

Fachwissen Schadensanalyse: Spaltextrusion

Nicht nur zu große Dichtspalte, sondern noch viele andere Ursachen können dieses Schadensbild auslösen, das mitunter auch als Spalteinwanderung oder Auspressung bezeichnet wird.

Fachwissen Schadensanalyse: Übermäßiger Abrieb

Dieses Schadensbild tritt vorwiegend bei bewegten Abdichtungen auf und kann sehr viele verschiedene Ursachen haben.

Fachwissen Schadensanalyse: Autoxidation

Kautschukgifte wie bspw. Kupfer oder Mangan können die Elastomeralterung rasant beschleunigen. Oft ist EPDM in Heißwasseranwendungen durch die Entzinkung von Messing betroffen.

Fachwissen Schadensanalyse: falscher Einbauraum

Ein richtig gestalteter Einbauraum ist das A und O für eine funktionierende Dichtung. Schon kleine Details können den entscheidenden Unterschied ausmachen.

Fachwissen Schadensanalyse: Explosive Dekompression und explosive Überhitzung

Dieses Schadensbild wird durch starke plötzliche Druck- oder Temperaturschwankungen ausgelöst und kann gravierende Dichtungsschäden verursachen.

Fachwissen Schadensanalyse: Montagebeschädigungen

Dies ist eine oftmals unterschätzte Schadensursache, obwohl sie durch Gleitmittel und Montagehilfsvorrichtungen weitgehend ausgeschlossen werden könnte. Immerhin sind ca. 10% aller Dichtungsausfälle durch Montageschäden verursacht.

Fachwissen Schadensanalyse: Risse durch Herstellungsprobleme

Dies ist ein gravierende Fehler. Er kann durch eine mangelhafte Vulkanisation, überlagerte Mischungen, Verunreinigungen, durch den Entformungsvorgang, Nachbearbeitungsschritte oder durch die Schrumpfung des Materials entstehen.

Fachwissen Schadensanalyse: Ozonrisse

Obwohl seit über 150 Jahren die schädigende Wirkung des Ozons auf viele Elastomere bekannt ist, verursacht dieser Schaden immer noch Dichtungsausfälle. Ozonrisse entstehen immer senkrecht zur Richtung der Spannung.

Fachwissen Schadensanalyse: Therm. Überbeanspruchung

Die Überhitzung von Dichtungswerkstoffen führt in den meisten Fällen zu einer Versprödung und einem vorzeitigen Dichtungsausfall.

FACHWISSEN SCHADENSANALYSE: CHEMISCHER ANGRIFF UND QUELLUNG

Beim Einsatz von Dichtungswerkstoffen in unverträglichen Medien kann es zu einem chem. Angriff oder einer übermäßigen Quellung kommen, die in der Praxis in jedem Fall vermieden werden sollten.

Integraler Ansatz zur Schadensanalyse

Die Durchführung einer Schadensanalyse wird allerdings oft nur auf eine werkstoffliche Untersuchung des Schadensmusters zusammen mit einer mikroskopischen eventuell auch mit einer rasterelektronenmikroskopischen Untersuchung reduziert.

Warum O-Ringe wirklich versagen

O-Ring Ausfälle verursachen jedes Jahr durch direkte und indirekte Folgekosten sicherlich 2-3-stellige Millionenbeträge an volkswirtschaftlichem Schaden.

Warum O-Ringe versagen

Dieser Fachaufsatz beschreibt häufige Schadensbilder von O-Ringen und deren Ursachen. Er vergleicht spezifische Schadensfälle und liefert detaillierte Analysen zusammen mit Maßnahmen zu deren Prävention.

Fachwissen O-Ringe

Stand der Technik bei O-Ringen

Leider kommt es in der Praxis noch viel zu häufig zu O-Ring Ausfällen u.a. aufgrund unzureichender Spezifizierung. Abhilfe verschafft die Neuausgabe der ISO 3601-5 (2015) bezüglich der Werkstoffnormung.

Fachwissen O-Ringe: Noch billiger und doch besser: Geht das bei O-Ringen?

Exakte Auswertungen von Schadensanalysen, innovative Prüftechnik und Simulation können zu einem besseren Verständnis von O-Ring Dichtsystemen und somit auch zu nachhaltigen Kosteneinsparungen führen.

Fachwissen O-Ringe - Qualitätssicherung an O-Ringen: wie geht das? (Kurzversion)

Es werden Ursachen für Qualitätsschwankungen bei O-Ringen beschrieben und wie man reproduzierbar die Härte und den Druckverformungsrest an O-Ringen messen kann.

Fachwissen O-Ringe - Das vielseitigste Dichtelement aller Zeiten

Obwohl O-Ringe seit über 170 Jahren als Dichtung eingesetzt werden, sind sie bis heute in vielen technischen Anwendungen auf Grund ihrer zahlreichen Vorteile, einfachen Auslegung und Zuverlässigkeit unschlagbar.

LANGZEITVERHALTEN VON O-RINGEN

Obwohl das Langzeitverhalten von O-Ringen von großer praktischer Bedeutung ist, man in der technischen Literatur kaum eine Hilfestellung dazu, um die Belastungsgrenzen der O-Ringe realistisch abschätzen zu können.

Der O-Ring als Normteil

Mit der neuen ISO 3601 Teil 5 wird der O-Ring endlich zum Normteil. Der vorliegende Aufsatz erläutert die einzelnen Teile dieser O-Ring Norm.

BESSER UND BILLIGER- WARUM DAS AUCH WEITERHIN BEI O - RINGEN FUNKTIONIEREN KANN

Billions of O-rings work with decreasing procurement prices.

Warum O-Ringe wirklich versagen

O-Ring Ausfälle verursachen jedes Jahr durch direkte und indirekte Folgekosten sicherlich 2-3-stellige Millionenbeträge an volkswirtschaftlichem Schaden.

O-RINGE IN HEISSWASSER UND DAMPF

Kaum ein anderes Betriebsmedium verursacht bei O-Ringen mehr Probleme als Wasser oder Dampf beziehungsweise wässrige Verbindungen, insbesondere bei höheren Temperaturen.

LEBENSDAUER VON O-RINGEN

O-Ringe sind ein Massenartikel, der zwar billig im Preis ist, aber in einem erheblichen Maße Standzeiten von Hydraulik- und Pneumatik-Komponenten beeinflusst

MEHR SICHERHEIT BEIM EINSATZ VON O-RINGEN

Die wichtigsten Vorteile sind ein hohes Maß an Dichtheit auch bei geringen Verformungskräften, geringer Platzbedarf, einfache Montage und ein geringer Preis.

PRÜFUNG UND BEURTEILUNG VON O-RINGEN

Die wichtigsten davon sind ein hohes Maß an Dichtheit bei relativ geringen Verformungskräften, geringer Platzbedarf, einfache Montage und ein niedriger Preis.

SCHÄDEN AN O-RINGEN

Eine Werkstoffverträglichkeit mit dem Dichtungswerkstoff setzt eine ausreichende Quellbeständigkeit und chemische Beständigkeit voraus.

DAS LANGZEITVERHALTEN VON O-RING DICHTUNGEN

Voraussetzung für ein gute Dichtung ist natürlich auch eine ausreichende chemische Beständigkeit.

Stand der Technik bei der Prüfung von Gummidichtungen und elastomeren Werkstoffen

Fortschritte in der berührungslosen Messtechnik und in der Werkstoffprüfung ermöglichen eine genauere Überprüfung von O-Ringen.

BEWERTUNG DER ERGEBNISSE VON BESTÄNDIGKEITS- UND ALTERUNGSPRÜFUNGEN

Die Frage nach der ausreichenden Beständigkeit stellt sich O-Ring Anwendern immer wieder neu.

Warum O-Ringe versagen

Dieser Fachaufsatz beschreibt häufige Schadensbilder von O-Ringen und deren Ursachen. Er vergleicht spezifische Schadensfälle und liefert detaillierte Analysen zusammen mit Maßnahmen zu deren Prävention.

Fachwissen Prüfverfahren – Zugversuch an Ringen

In den grundlegenden Normen für den Zugversuch von Elastomeren (DIN 53504, ISO 37, ASTM D412 06a) ist die Prüfung von wenigen genormten Rechteckringen beschrieben.

Sonstiges Fachwissen

FACHWISSEN ELASTOMERE – SONDEREIGENSCHAFTEN WICHTIGER DICHTUNGSWERKSTOFFE

Viele Synthesekautschuke haben nur für ihre Polymerart typische Sondereigenschaften. Die folgende Auflistung beschreibt diese und wie sie variiert und geprüft werden können (z.B. ACN-Gehalt bei NBR).

Stand der Technik bei der Prüfung von Gummidichtungen und elastomeren Werkstoffen

Fortschritte in der berührungslosen Messtechnik und in der Werkstoffprüfung ermöglichen eine genauere Überprüfung von O-Ringen.

BEWERTUNG DER ERGEBNISSE VON BESTÄNDIGKEITS- UND ALTERUNGSPRÜFUNGEN

Die Frage nach der ausreichenden Beständigkeit stellt sich O-Ring Anwendern immer wieder neu.

BEWERTUNG VON BESTÄNDIGKEITSTESTS VON ELASTOMEREN WERKSTOFFEN MIT GETRIEBE- UND MOTORÖLEN

Von allen eingesetzten elastomeren Dichtungen stellt der Radialwellendichtring die empfindlichste Dichtung dar.