Begriffserklärungen in der FRANKSAthek

Abriebfestigkeit (DIN 53516)

Als Abriebfestigkeit wird die Widerstandsfähigkeit einer Materialoberfläche gegenüber mechanischer Beanspruchung durch aufeinander einwirkende Oberflächen bezeichnet. Der Abrieb ist der auftretende Materialverbrauch / Verschleiß aufgrund der entstehenden Reibung. Bei Elastomeren wie Gummi wird die Abriebfestigkeit nach der Norm DIN 53516 gemessen. Dazu wird eine Gummiprobe - auch Prüfkörper genannt - mit einem Anpressdruck von 1 kp (Kilopont, Maßeinheit für Druck) an eine sich drehende, mit Schmirgelpapier bespannte Walze angepresst. Die Probe legt dabei einen Reibweg von 40 m zurück. Die Abriebfestigkeit des elastomeren Werkstoffs wird dann anhand des Volumenverlustes (gemessen in mm³) der Gummiprobe festgelegt.

Alterungsschutzmittel

Elastomere Werkstoffe wie Gummi nutzen sich nach längerem Gebrauch ab. Diese Änderung der physikalischen und chemischen Eigenschaften wird als Alterung bezeichnet. Um diese Eigenschaftsveränderung zu verzögern und einen wirksamen Schutz gegen beispielsweise Ozon oder Licht zu gewährleisten, werden den Werkstoffen Alterungsschutzmittel wie Antioxidantien zugesetzt. Je nach Mischungsrezeptur und Zielsetzung haben die eingesetzten Alterungsschutzmittel verschieden starke Schutzeigenschaften.

CM-Verfahren

Das Compression-Moulding-Verfahren (CM-Verfahren), auch Transferverfahren genannt, ist ein Pressverfahren zur Herstellung von Gummi-Formteilen. Dabei wird ein Mischungsrohling (bereits abgewogen mit dem späteren Fertigteilgewicht) in das Formnest einer beheizten, meist 2-teiligen Vulkanisierform eingelegt. Dann wird das Werkzeugoberteil händisch auf das Werkzeugunterteil aufgelegt. Die Mischung erweicht daraufhin mit der Zeit durch den Pressdruck und die Temperatur und füllt den Hohlraum des Formnests aus. Die Kautschuk-Mischung wird dabei vulkanisiert, das heißt sie geht von einem vorwiegend plastischen Zustand in einen gummielastischen Zustand über. Das fertig vernetzte Gummi-Formteil wird am Ende des Compression-Moulding-Verfahrens heiß entnommen.

Druckverformungsrest (DIN 53517)

Der Druckverformungsrest (DVR) ist eine Maßeinheit, die angibt, inwiefern sich Gummi bei lang andauernder, konstanter Druckverformung und anschließender Entspannung verändert. Zur Bestimmung des Wertes, der auch unter der Bezeichnung Compression-Set bekannt ist, wird eine Gummi-Probe um beispielsweise 25 % zusammengedrückt und bei definierter Temperatur und Zeit gelagert. Nach einer Entspannungszeit wird die Höhe dieses Prüfkörpers gemessen und mit seiner ursprünglichen Höhe zum Prüfstart verglichen. Der Druckverformungsrest, also die bleibende Verformung, wird dann wie folgt berechnet:

DVR= (h0 - h1) / (h0 - hS) * 100 %

h0= Höhe der Probe zu Prüfstart
h1= Höhe der Probe nach der Entspannungszeit
hS= Höhe der Probe im verformten Zustand

Ein DVR von 0% bedeutet, dass sich der Prüfkörper nach der Entspannungszeit wieder vollständig zu seiner ursprünglichen Dicke zurückgestellt hat. Ein Druckverformungsrest von 100% gibt dagegen an, dass sich das Material nicht zurückgestellt hat und somit vollständig deformiert geblieben ist.

Beispiel: h0 = 10 cm, h1 = 9cm, hS = 3cm

DVR= (10-9) / (10-3) * 100 % = 14,285%

Eigenschaften von Elastomeren

siehe Werkstoffübersicht

Extrusion

Bei der Extrusion, welche auch unter der Bezeichnung Strangpressen bekannt ist, wird die unvulkanisierte Rohrgummimischung, die über die Schnecke geführt wird, unter Druck kontinuierlich aus einer formgebenden Öffnung herausgepresst. Die dabei entstehenden Körper besitzen den Querschnitt dieser Öffnung, die auch als Mundstück bezeichnet wird, in theoretisch beliebiger Länge. Nach der Pressung werden die Querschnitte in einer Salzbad- oder UHF-Anlage oder separat im Autoklaven vulkanisiert. Während der Extrusion lassen sich außerdem auch z.B. Fäden einarbeiten oder es werden direkt zwei verschiedene Härten oder Farben zu einem homogenen Körper im selben Mundstück extrudiert (Co-Extrusion).

Füllstoffe

Füllstoffe sind unlösliche Zusatzstoffe, die dem Grundmaterial zugegeben werden. Dabei wird zwischen aktiven (verstärkenden) und inaktiven Füllstoffen unterschieden. Inaktive Füllstoffe strecken den Grundstoff, ohne seine Eigenschaften wie Viskosität, Reißfestigkeit, Weiterreißwiderstand und Abrieb wesentlich zu verändern. Sie können lediglich dazu führen, dass die Bruchenergie abnimmt. Die Verarbeitbarkeit der Mischung oder die Gasundurchlässigkeit werden jedoch durch den Einsatz von inaktiven Füllstoffen positiv beeinflusst. Aktive Füllstoffe können dagegen diese Eigenschaften beeinflussen. Beispiele für aktive Füllstoffe sind Ruße, Kieselsäuren und Silikate. Zu den inaktiven Füllstoffen gehört z.B. Kreide.

IM-Verfahren

Das Injection-Moulding-Verfahren (IM-Verfahren) ist ein Spritzgieß-Verfahren zur Herstellung von Gummi-Formteilen. Dabei wird die Kautschukmischung zunächst in einer geheizten Schnecke vorgewärmt, homogen durchgemischt und vorplastifiziert. Die Mischung wird dann durch Druck in das Formnest des geschlossenen Werkzeuges gespritzt und heizt unter Druck, Temperatur und Zeit aus. Das fertig ausvulkanisierte Gummi-Formteil kann dann aus der Form entnommen werden. Anbindung und Trenngrat werden nachträglich entfernt.

Das Injection-Moulding-Verfahren ist gegenüber dem CM-Verfahren das modernere und ermöglicht die größte Maßgenauigkeit sowie die Fertigung großer Mengen in Serie.

Plastischer Kautschuk

Kautschuk ist ein formbares (plastisches), klebriges und zähes Material. Es besitzt sehr lange, nachgiebige und biegsame Molekülketten, welche bei Krafteinwirkung aneinander vorbei gleiten. Plastischer Kautschuk verformt sich also und bleibt auch bei Nachlassen der Krafteinwirkung weitgehend im verformten Zustand. Nach der Vulkanisation des Kautschuks ist dieser bei niedrigen Temperaturen elastisch und formt sich nach Krafteinwirkung vollständig zurück. Bei hohen Temperaturen ist der Stoff allerdings nach wie vor viskoelastisch und bleibt verformt.

Shorehärte A/D (DIN 53505)

Die Shorehärte ist eine Kennzahl, die den Widerstand eines Elastomeres gegen das mechanische Eindringen eines harten, kegelförmigen Prüfkörpers misst. Dabei sind die Abmessungen und die Druckkraft definiert. Eine Kegelstumpfnadel aus dem Shorehärten-Prüfgerät wird durch Federkraft in die zu prüfende Oberfläche des Elastomeres gedrückt. Die Eindringtiefe stellt das Maß für die Shorehärte dar.

Je tiefer die Kegelstumpfnadel eindringen kann, desto geringer ist die Shorehärte und je geringer die Nadel eindringen kann, desto höher ist die Shorehärte.

Je nach Material des Prüfkörpers wird zwischen Shorehärte A für weichere Elastomermischungen wie Gummi und Shorehärte D für härtere Elastomermischungen unterschieden. Gängige Elastomermischungen liegen in einem Shorehärte-Bereich von ca. 20 bis 90 Shore A. Um die Shorehärte D zu bestimmen, wird eine spitzere Nadel sowie eine stärkere Feder benutzt, damit das Prüfgerät besser in die Materialprobe eindringen kann.

Sonderteile/Anfertigungsteile

Einige Anfragechecklisten für Ihre individuellen Sonderteile haben wir bereits HIER hinterlegt.

Gerne können Sie uns Ihre Zeichnungen, Modelle oder Muster zusenden um ein qualifiziertes Angebot zu erhalten.

TM-Verfahren

Das Transfer-Moulding-Verfahren (TM-Verfahren) ist ein Spritzpress-Verfahren zur Herstellung von Gummi-Formteilen. Dabei wird ein Mischrohling (bereits abgewogen mit dem späteren Fertigteilgewicht) in den Kolbenraum der Mittelplatte einer dreiteiligen Vulkanisierform eingelegt. Der Kolben des oberen Werkzeugteils drückt die Mischung durch den Füllkanal in das Formnest, welche dort unter Druck, Temperatur und Zeit ausheizt. Zum Abschluss des Transfer-Moulding-Verfahrens kann das fertig ausvulkanisierte Gummi-Formteil entnommen werden.

Toleranzen

Toleranzen bezeichnen im Allgemeinen die Abweichung einer Größe vom Normmaß, welche die Funktion eines Systems aber noch nicht gefährdet.

Verschiedene Fertigungsverfahren erfordern spezifische Toleranzen. Diese sind verbindlich festgelegt (z.B. DIN ISO 3302-1). Außerdem wird zwischen vier Toleranzklassen von M1 (fein) bis M4 (grob) unterschieden.

Nachstehend erhalten Sie einen Überblick der wichtigsten Toleranzen je nach Artikelgruppe und Fertigungsverfahren für die in unserem Katalog aufgeführten Produkte. Andere Toleranzen können Sie bei uns anfragen.

Gummi-Metall-Elemente
Gummi-Metall-Puffer: DIN ISO 3302-1, M3
Gummi-Metall-Schienen: DIN ISO 3302-1, M4

Zuschnitte und Stanzteile, Wasserstrahlteile
Längenmaße DIN 7715, Teil 5, P2
Zuschnitte und zellige Materialien P3, Dickenmaße Teil 5, P3 - mindestens jedoch +/- 0, 5 mm.
Durch das Schneiden mit dem Wasserstrahl können produktionsbedingt an den Schnittkanten feine Riefen und an den Austrittsstellen Grate entstehen.

Gummi-Profile
Vollgummiprofile nach DIN ISO 3302-1, E2
Zellige Profile nach DIN ISO 3302-1, E3 - bzw. +/- 10%
Abschnitte aus o.g. Profilen nach L2 oder L3
PVC-Kantenschutzprofile in Anlehnung an DIN 16941 1A+2B bzw. 3A+3B

Faltenbälge
Gummi-Scheibenbälge nach DIN 7715, Teil 5, M4

Gummi-Formteile
DIN ISO 3302-1, M2 oder M3

Kunststoff Dreh- und Frästeile
DIN ISO 2768 mk

Gummi-Schläuche
DIN 7715

Polyurethan-/Spiral-Schläuche
in Anlehnung an EN ISO 1307

Vulkanisation

Vulkanisation ist die chemisch-physikalische Umwandlung von vorwiegend plastischem Kautschuk in den gummielastischen Zustand. Dieser Übergang wird auch als Vernetzung bezeichnet. Für die Vulkanisation wird ein Vulkanisationsmittel (Vernetzer) wie z.B. Schwefel benötigt.

Der Prozess der Vulkanisation wird in 5 Phasen eingeteilt:

Phase 1: Plastische Fließphase
Unter Einwirkung des Pressdrucks beginnt die Mischung in der Form zu fließen.

Phase 2: Anvulkanisation
Erste Vernetzungsreaktionen werden sichtbar.

Phase 3: Untervulkanisation
Eine starke Steigerung des Vernetzungsgrades beginnt, das Optimum der Vulkanisation ist allerdings noch nicht erreicht.

Phase 4: Ausvulkanisation
Der Großteil des Vernetzungsmittels hat sich in dieser Phase mit dem Kautschuk verbunden, wodurch sich die Reaktion verlangsamt. Das Optimum der Vulkanisation ist nun erreicht.

Phase 5: Reversion
Nachdem das Vernetzungsoptimum überschritten ist, kann es zu einer Reversion kommen, bei der die Mischung durch Aufbruch der Molekülketten wieder abgebaut wird.