DIN 53577 Bestimmung des Druckspannungswertes und der Druckspannungs-Dehnungs-Kennlinie für flexible zellulare Werkstoffe

Die DIN-Norm „DIN 53577 Bestimmung des Druckspannungswertes und der Druckspannungs-Dehnungs-Kennlinie für flexible Zellwerkstoffe“ beschreibt ein Prüfverfahren zur Bestimmung des Druckverhaltens flexibler Zellwerkstoffe (wie Polyurethanschäume, Polyethylenschäume und andere weiche elastische Schäume). Mit diesem Verfahren wird die Druckspannung (Kraft pro Flächeneinheit) gemessen, die erforderlich ist, um bestimmte Verformungsgrade (Dehnungen) zu erreichen, und die zugehörige Spannungs-Dehnungs-Kurve (Druckspannungs-Dehnungs-Kennlinie) aufgezeichnet.

Die Hauptanwendungsbereiche dieser Norm sind:

• Zur Charakterisierung der Härte oder Festigkeit des Schaums.
• Qualitätskontrolle in der Schaumstoffproduktion.
• Materialauswahl für Sitzmöbel, Polsterungen, Verpackungen, Isolierungen, Fahrzeuginnenausstattungen und Akustikmaterialien.
• Vergleich verschiedener Schaumdichten und -rezepturen.

Diese Norm gilt insbesondere für flexible Schäume mit niedriger bis mittlerer Dichte.

Der Test umfasst typischerweise Folgendes:

• Herstellung standardisierter Prüfkörper (typischerweise zylindrische oder kubische Prüfkörper mit definierten Abmessungen). Gummiprüfkörper werden mit definierten Abmessungen und Oberflächenbeschaffenheiten hergestellt.
• Die Probe wird mit kontrollierter Geschwindigkeit zwischen parallelen Platten komprimiert. Sie wird gegen eine rotierende Schleiffläche (üblicherweise eine mit Schleifpapier ausgekleidete Trommel) gepresst, und eine vorgegebene Kraft/Last wird aufgebracht.
• Die Menge des abgetragenen Gummis wird als Volumenverlust oder Massenverlust gemessen, und die Druckspannung wird bei verschiedenen Durchbiegungsprozentsätzen (typischerweise 25 %, 40 %, 50 % und 60 % Kompression) aufgezeichnet.
• Erstellung einer Spannungs-Dehnungs-Kurve, die zeigt, wie das Material der Kompression widersteht.

Beispielwerte aus Produktdatenblättern (für vernetzten, geschlossenzelligen PE-Schaum, Dichte ca. 45 kg/m³ ⁾ :

• 25 % Kompression: Ungefähr 50 kPa
• 40 % Kompression: Ungefähr 90 kPa
• 50 % Kompression: Ungefähr 135 kPa
• 60 % Kompression: Ungefähr 210 kPa

Diese Werte helfen Ingenieuren, die Eindringsteifigkeit, die Tragfähigkeit und die Eignung für spezifische Anwendungen zu beurteilen.

Die Norm DIN 53577 wurde heute weitgehend durch folgende internationale Normen ersetzt:

• EN ISO 3386-1 Zelluläre, flexible Polymerwerkstoffe – Bestimmung der Spannungs-Dehnungs-Eigenschaften unter Druckbelastung – Teil 1: Werkstoffe mit niedriger Dichte
• EN ISO 3386-2 Flexible zelluläre Polymerwerkstoffe - Bestimmung der Spannungs-Dehnungs-Eigenschaften unter Druck - Teil 2: Hochdichte Werkstoffe

Viele moderne Datenblätter verweisen nach wie vor auf die DIN 53577, entweder neben oder anstelle der ISO 3386, da sie in der europäischen Industrie seit vielen Jahren weit verbreitet ist. Die Prüfprinzipien sind sehr ähnlich.

Die folgenden Normen stehen in Zusammenhang mit der Norm DIN 53577:

• DIN 53420 und ISO 845: Dichtebestimmung von zellularen Kunststoffen.
• DIN 53571: Zugfestigkeit und Dehnung von flexiblen Schäumen.
• ISO 3386-Reihe: Die wichtigste internationale Normreihe für Druckspannungs-Dehnungs-Berechnungen.
• DIN EN ISO 2439: Eindruckhärteprüfung (verwandtes, aber anderes Verfahren).

Häufig werden in Verbindung damit Druckversuche zur Bestimmung der bleibenden Verformung (bleibende Verformung nach der Kompression) durchgeführt (z. B. DIN 53572 oder ISO 1856).

In Branchen wie der Möbel-, Automobil- und Verpackungsindustrie gewährleistet die DIN 53577 bzw. ihre Nachfolgenorm ISO, dass Schäume gleichbleibende mechanische Eigenschaften aufweisen. Ein Schaumstoff mit höheren Druckspannungswerten bei einer gegebenen Durchbiegung ist robuster und kann größere Lasten ohne übermäßige Verformung tragen.

Kurz gesagt, die DIN 53577 enthält Verfahren zur Bestimmung der Verschleißfestigkeit von Gummi und Elastomeren. Verschleißfestigkeit ist eine entscheidende Materialeigenschaft, die angibt, wie gut ein Werkstoff der durch Reibung, Scheuern oder mechanische Einwirkung verursachten Abnutzung im Gebrauch widersteht. Diese Norm findet breite Anwendung in Branchen wie der Automobilindustrie, der Schuhindustrie, der Fördertechnik und der Herstellung von Industriegummiprodukten.

Die Hauptziele der Norm DIN 53577 sind folgende:

• Zur Bewertung des Verschleißverhaltens von Gummi unter kontrollierten Bedingungen.
• Um vergleichbare und reproduzierbare Ergebnisse zwischen den Materialien zu erzielen.
• Unterstützung bei der Materialauswahl und Qualitätskontrolle.
• Abschätzung der Nutzungsdauer in Anwendungen mit Reibung.

Die nach der Norm DIN 53577 geregelten Schlüsselvariablen sind folgende:

• Angelegte Last
• Geschwindigkeit der Schleiffläche
• Art und Körnung des Schleifpapiers
• Dauer oder Gleitdistanz
• Umgebungsbedingungen (Temperatur, Luftfeuchtigkeit)

DIN 53577 ist besonders wichtig für Werkstoffe, die in folgenden Bereichen verwendet werden:

• Autoreifen und Dichtungen
• Förderbänder
• Schuhsohlen
• Industriezylinder
• Schutzgummibeschichtungen

Die Vorteile der Norm DIN 53577 sind folgende:

• Liefert standardisierte und reproduzierbare Ergebnisse.
• Es ermöglicht den Vergleich verschiedener Kautschukmischungen.
• Es hilft bei der Produktentwicklung und -optimierung.
• Es unterstützt die Einhaltung von Qualitätsstandards.

Dieser Standard hat jedoch einige Einschränkungen:

• Die Bedingungen im Labor spiegeln möglicherweise nicht genau die Verschleißbedingungen in der realen Welt wider.
• Die Ergebnisse können durch Abweichungen im Testdesign beeinflusst werden.
• Nicht alle Arten von Abnutzung (z. B. Schnitte, Risse) sind vollständig abgebildet.

Verschleiß ist einer der häufigsten Ausfallmechanismen bei Gummiprodukten. Er hilft Herstellern in folgenden Bereichen:

• Zur Steigerung von Ausdauer und Leistungsfähigkeit.
• Um Wartungs- und Ersatzkosten zu reduzieren.
• Zuverlässigkeit in anspruchsvollen Umgebungen gewährleisten.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Norm DIN 53577 eine entscheidende Rolle bei der Bewertung der Verschleißfestigkeit von Gummimaterialien spielt. Durch die Bereitstellung einer einheitlichen und zuverlässigen Prüfmethodik unterstützt sie die Industrie bei der Entwicklung langlebigerer, leistungsstarker Elastomerprodukte, die für praktische Anwendungen geeignet sind.

Seit vielen Jahren versteht unser Unternehmen mit seinen kompetenten und erfahrenen Mitarbeitern die Bedürfnisse seiner Kunden, bietet ihnen die benötigten fortschrittlichen Prüfdienstleistungen und unterstützt sie beim Aufbau, der Implementierung und der Optimierung von Managementsystemen. In diesem Rahmen bieten wir auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm DIN 53577 an.