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Shore-Prüfung

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Allgemein

Die Härte von gummielastischen Polymeren und Elastomeren nach Shore wird mithilfe des nach ISO 7619-1 oder ASTM D2240 genormten Prüfverfahrens ermittelt. Bei diesem Prüfverfahren wird die Eindringtiefe durch einen federbelasteten Eindringkörper in das Material ermittelt.

Einordnung der Prüfung nach Shore

Die Härteprüfung nach Shore ist ein statisches Prüfverfahren und weist folgende Charakteristika auf:

  • Es gehört zu den genormten Verfahren (ISO 7619-1, ASTM D2240).
  • Mit dem Verfahren wird im Makrobereich mit einer Prüfkraft von 3,924 – 50N die Härte ermittelt.
  • Es handelt sich um ein Tiefenmessverfahren. Das heißt, zur Ermittlung des Härtewertes eines Prüfstückes wird die tatsächliche Eindringtiefe und nicht der bleibende Eindruck gemessen, der durch den Eindringkörper entsteht.
  • Form und Material des Eindringkörpers: gehärteter Stahlstift, je nach Methode mit unterschiedlichen Ausführungen des Stiftes und der Stahlkugel.

 

Ablauf des Prüfverfahrens

Beim Shore-Prüfverfahren nach ISO 7619-1 müssen im Vorfeld folgende Paramater berücksichtigt werden:

  • Zur Bestimmung der Materialhärte müssen laut Norm fünf Messungen durchgeführt und daraus ein Mittelwert errechnet werden.
  • Die Messzeit beträgt 15 Sekunden, weicht die Dauer ab so ist dies im Härtewert anzugeben.
  • Das zu prüfende Material soll mindestens 1h bei Raumtemperatur von +23°C ± 2°C gelagert werden.

Bei der Prüfung wird im ersten Schritt der Eindringkörper mit einer Federkraft von 1,11 – 44,5N in den Prüfkörper gedrückt. Danach wird der Eindringkörper mit einer Anpresskraft von 3,92 – 50N 15 Sekunden lang auf die Probe gedrückt. Die Eindringtiefe in den Prüfkörper liegt zwischen 0 – 2,5 mm. Diese Eindringtiefe wird mit dem Härteprüfer gemessen und daraus der Härtewert abgeleitet. Der Eindringkörper soll mit der vollen Anpresskraft und einer Dauer von 15 Sekunden auf die Probe einwirken. Wird die Einwirkdauer über- oder unterschritten so ist dies im Härtewert anzuführen. Je länger die Einwirkdauer ist, desto niedriger wird der Härtewert nach Shore ausfallen.

Der Mindestabstand der Prüfeindrücke muss entsprechend der Norm eingehalten werden. Der Mittelabstand der Eindrücke soll untereinander ≥ 5mm sein und zum Probenrand ≥ 12mm betragen.

Methoden

Die einzelnen Methoden unterscheiden sich durch:

  • die Form des Eindringkörpers (siehe Grafik unten);
  • die Höhe der Federkraft F;
  • die Höhe der Anpresskraft FA.
Mögliche Formen des Shore-Eindringkörpers

Legende:

1       Kegel

2       Kugel

3       Kegelstumpf

Die unterschiedlichen Prüfmethoden, die sich daraus ergeben, verwenden sieben unterschiedliche Eindringkörper und vier unterschiedliche Anpresskräfte.

Die spezifischen Unterschiede der einzelnen Methoden können aus der nachstehenden Tabelle entnommen werden.

Methode

Federkraft F [N]

Anpresskraft FA [N]

Eindringkörper

Messweg t [mm]

Probendicke [mm]

Messbereich

Shore A

8,050 N

9,81 N

Kegelstumpf, Kegelwinkel 35°

2,5

≥ 6

10…90 <20 Shore D

Shore A0 bzw. Shore E

8,050 N

9,81 N

Kugel, Ø 2,5mm

2,5

≥ 6

<20 Shore A

Shore AM bzw. Shore M

0,764 N

9,81 N

Kegel mit Winkel 30°

1,25

≥ 1,25

10…90

Shore B

8,065 N

9,81 N

Kegel mit Winkel 30°

2,5

≥ 6

10…90

Shore C

44,5 N

49,0 N

Kegelstumpf, Kegelwinkel 35°, Kegelstumpfdurchm. 0,79 mm

2,5

≥ 6

10…90

Shore D

44,5 N

49,0 N

Kegel mit Winkel 30°

2,5

≥ 6

30…90 >90 Shore A

Shore D0

44,5 N

49,0 N

Kugel, Ø 3/32“

2,5

≥ 6

10…90

Shore 0

8,05 N

9,81 N

Kugel, Ø 3/32“

2,5

≥ 6

10…90

 

Wie liest und stellt man den Härtewert dar?

Der Härtewert der Shore-Härteprüfung setzt sich aus drei Hauptbestandteilen zusammen:

  1. einem nummerischen Härtewert;
  2. dem Wort „Shore“, das für Härte nach Shore steht;
  3. der Bezeichnung der Shore-Methode, die den Eindringkörper und die  damit verbundenen Parameter definiert.

Weicht die Einwirkdauer von der Norm ab, so wird eine Zeitangabe als vierter Bestandteil hinzugefügt.

Beispiel der Darstellung und Leseweise eines Härtewertes:

75 Shore A 10

75                        …Härtewert

Shore                   …nach Shore

A                          …Shore-Methode Kegelstumpf mit Kegelwinkel 35°, Federkraft 8,065N und Anpresskraft 12,5N

10                         …Einwirkdauer der Anpresskraft außerhalb der empfohlenen Dauer, in diesem Fall 10 Sekunden