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01.08.2003

ISO-Norm Entwurf ISO/CD18898

Kalibrierung von Gummihärte-Prüfgeräten nach Shore A

ISO-Norm Entwurf ISO/CD18898

ISO-Norm Entwurf ISO/CD18898

Die Härte von Weichgummi und Elastomeren wird mit dem Verfahren nach Shore A bestimmt, das in den Normen ISO 868, ISO 7619 und DIN 53505 festgelegt ist. Gestiegene Anforderungen an die Genauigkeit von Gummihärtemessungen verstärkten in den letzten Jahren den Ruf nach einer systematischen Kalibrierung der Prüfgeräte.

Vergleichselastomerplatten ermöglichen durch ihre große Eigentoleranz und Temperaturempfindlichkeit nur eine Funktionskontrolle des Prüfgerätes. Damit lassen sich jedoch die Toleranzen der einzelnen Messgrößen nicht kalibrieren und überprüfen. Weitere Ungenauigkeiten entstehen durch die Alterung des Materials sowie eine Verdichtung der Oberfläche bei wiederholten Messungen auf demselben Messpunkt.
Deshalb untersuchten die Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB), Braunschweig, und das DKD-Labor Bareiss, Oberdischingen, ein Kalibrierverfahren für Gummihärte-Prüfgeräte nach Shore A und erarbeiteten den Entwurf einer ISO-Norm über Kalibrierverfahren für Härteprüfgeräte für Gummi und Kunststoffe.

Ausgangspunkt für die Kalibrierverfahren sind die messtechnischen Anforderungen an Härteprüfgeräte nach Shore A in ISO868 und in DIN53505 (Tabelle 1).
Tabelle 1 zeigt, dass die Maßtoleranzen in ISO868 und DIN53505 nicht identisch sind. So sind die Toleranzen des Kegelstumpfdurchmessers, des Eindringkörpers und des Messweges sowie der Federkraft bei DIN53505 wesentlich enger als in ISO868 vorgeschrieben.
Die Kalibrierung eines Shore-A-Härteprüfgeräts umfasst die vier Komplexe: Eindringkörpergeometrie, Prüfkraft, Eindringtiefe und Reibung. Die Eindringkörpergeometrie kann man mit einem Messmikroskop bestimmen, bei dem der Schaft, der Kegel und die Stirnfläche des Kegelstumpfes ausgemessen werden.

Das Kalibriergerät für die Prüfkraft enthält ein Kraftmessgerät und eine Verstelleinrichtung. Als Kraftmessgerät wird ein Kraftmesswandler oder eine Waage verwendet. Bei Letzterer ist es notwendig, entsprechend der Beziehung F = glokal.m die Masseanzeige m unter Berücksichtigung des lokalen Werts der Fallbeschleunigung glokal in den Kraftwert F umzurechnen.

Die Eindringtiefe wird mit einem Kalibriergerät ermittelt, bestehend aus einem Längenmesssystem und einer Verstelleinheit. Dabei müssen das Längenmesssystem der Kalibriereinrichtung und das zu kalibrierende Härteprüfgerät fluchtend angeordnet sein. Eine zu hohe Reibung im Härteprüfgerät schlägt sich in der Anzeigegenauigkeit nieder und verursacht Abweichungen im Messergebnis. Die Reibung wird mit einem Kraftmessgerät ermittelt.

Die Untersuchung des Kalibrierverfahrens für Gummihärte-Prüfgeräte nach Shore A ergab, dass eine Kalibrierunsicherheit von etwa 0,15 Shore A eingehalten werden kann. Diese Kalibrierunsicherheit wird als ausreichend angesehen, wenn man berücksichtigt, dass sich bei Einhaltung der Toleranzen nach DIN 53505 eine Geräteunsicherheit U=1,1 Shore A und bei Einhaltung der Toleranzen nach ISO 868 eine Geräteunsicherheit U=2,2 Shore A ergibt.
Um hohe Qualitätsansprüche an die Härteprüfung von Gummi erfüllen zu können, müssen die verwendeten Härteprüfgeräte periodisch kalibriert werden. Der Entwurf für die Kalibrierung derartiger Härteprüfgeräte liegt in ISO/CD18898 vor.

Unternehmensinformation

Heinrich Bareiss Prüfgerätebau GmbH

Breiteweg 1
DE 89610 Oberdischingen
Tel.: 07305 9642-0
Fax: 07305 9642-22

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