ISO 4649 Kautschuk, vulkanisiert oder thermoplastisch – Bestimmung der Abriebfestigkeit mit einem rotierenden zylindrischen Trommelgerät

Die von der Internationalen Organisation für Normung (ISO) veröffentlichte Norm „ISO 4649 Kautschuk, vulkanisierter oder thermoplastischer Kautschuk – Bestimmung der Abriebfestigkeit mit einem rotierenden zylindrischen Trommelgerät“ beschreibt zwei Methoden zur Bestimmung der Abriebfestigkeit von Kautschuk mit Hilfe eines rotierenden zylindrischen Trommelgeräts. Bei diesen Methoden wird der Volumenverlust ermittelt, der durch die Schleifwirkung eines Teststücks entsteht, das über eine bestimmte Klasse von Schleifschichten reibt. Methode A ist für ein nicht rotierendes Teststück und Methode B ist für ein rotierendes Teststück. Für jede Methode kann das Ergebnis als relativer Volumenverlust oder Verschleißfestigkeitsindex angegeben werden.

Diese Testmethoden eignen sich für Vergleichstests, Qualitätskontrollen, Tests zur Einhaltung von Spezifikationen, Schiedsrichterzwecke sowie Forschungs- und Entwicklungsstudien. Aus den Ergebnissen dieses Verschleißtests lässt sich kein enger Zusammenhang mit der Serviceleistung ableiten.

Der Verschleißverlust ist bei der Verwendung eines rotierenden Prüflings im Allgemeinen gleichmäßiger, da die gesamte Oberfläche des Prüflings während der gesamten Prüfdauer mit der Schleifschicht in Kontakt ist. Es liegen jedoch beträchtliche Erfahrungen mit der Verwendung eines nicht rotierenden Prüfstücks vor.

Für die Zwecke dieser Norm gelten die folgenden Begriffe und Definitionen:

• Unter Verschleißfestigkeit versteht man die Widerstandsfähigkeit einer Oberfläche gegenüber Abrieb durch mechanische Einwirkung. Die Verschleißfestigkeit wird als relativer Volumenverlust im Vergleich zu einer kalibrierten Schleifschicht unter Verwendung einer Standardreferenzverbindung oder als Verschleißfestigkeitsindex im Vergleich zu einer Referenzverbindung ausgedrückt.
• Unter relativem Volumenverlust versteht man den Volumenverlust des Testgummis, der unter den gleichen Testbedingungen gemessen wird, nachdem er dem Abrieb durch eine Schleifschicht ausgesetzt wurde. Der relative Volumenverlust wird in Kubikmillimetern ausgedrückt.
• Der Abriebfestigkeitsindex drückt das Verhältnis des Volumenverlusts der Referenzmischung zum Volumenverlust des Testkautschuks aus, gemessen unter den gleichen Testbedingungen. Eine kleinere Zahl weist auf eine geringere Verschleißfestigkeit hin. Der Verschleißfestigkeitsindex wird als Prozentsatz ausgedrückt.

Im Prinzip wird ein zylindrischer Gummiprüfkörper unter einem bestimmten Druck eine bestimmte Distanz über eine Schleifschicht einer bestimmten Schleifklasse geschoben. Das Prüfstück kann sich während der Prüfung drehen, muss es aber nicht. Die Schleifschicht ist auf einer rotierenden zylindrischen Trommel befestigt, in der das Prüfstück gehalten und darübergeführt wird. Der Masseverlust des Prüflings wird ermittelt und zusammen mit der Dichte des Prüflingsmaterials zur Berechnung des Volumenverlusts verwendet. Der Volumenverlust des Teststücks wird mit dem Volumenverlust einer unter denselben Bedingungen getesteten Referenzverbindung verglichen.

Bei diesen Tests wird eine Abriebmaschine verwendet. Dieses Gerät besteht aus einem seitlich beweglichen Prüflingshalter und einem drehbaren Zylinder, auf dem die Schleifschicht befestigt ist. Der Zylinder sollte einen Durchmesser von 150 mm plus/minus 0,2 mm und eine Länge von ca. 500 mm haben und mit einer Geschwindigkeit von 40 U/min plus/minus 1 U/min rotieren, wobei die Drehrichtung wie in der Abbildung dargestellt ist. Der Prüflingshalter muss eine zylindrische Öffnung haben, deren Durchmesser zwischen 15,5 mm und 16,3 mm eingestellt werden kann, und eine Vorrichtung, mit der die Länge des aus der Öffnung herausragenden Prüflings auf 2 mm plus/minus 0,2 mm eingestellt werden kann. Der Halter muss auf einem Schwenkarm montiert sein, der an einem Schlitten befestigt ist, der sich seitlich auf einem Drehpunkt bewegen kann. Die seitliche Verschiebung des Halters sollte 4,20 mm plus/minus 0,04 mm pro Trommelumdrehung betragen. Durch geeignete Vorrichtungen kann das Prüfstück während des Prüflaufs durch Drehen des Prüfstückhalters in Rotation versetzt werden (Methode B). Dabei ist eine Drehzahl von vorzugsweise 50 Umdrehung pro 1 Trommelumdrehungen möglich. Bei dieser seitlichen Bewegung überfährt der Prüfling viermal einen beliebigen Bereich der Schleifschicht.

Dreharm und Prüflingshalter müssen im Betrieb vibrationsfrei und so positioniert sein, dass der Prüfling mit einer vertikalen Kraft von 10 N plus/minus 0,2 N auf die Trommel gedrückt wird. Zur Prüfung extrem weicher oder harter Materialien kann die Kraft auf 5 N plus/minus 0,1 N bzw. 20 N plus/minus 0,4 N verändert werden. Die Kraft wird durch das Hinzufügen von Massen an der Oberseite des Prüflingshalters erzeugt.

Das Schleifblatt sollte mit drei gleichmäßig verteilten Streifen doppelseitigem Klebeband, die über die gesamte Länge der Trommel verlaufen, an der Trommel befestigt werden. Die Ränder, die nicht vom Prüfling berührt werden, sollten gleich breit sein. Dabei ist auf einen festen Sitz des Schleifblattes zu achten, um eine gleichmäßige Schleiffläche über die gesamte Zylinderfläche zu gewährleisten. Einer der Streifen sollte dort platziert werden, wo die Enden des Schleifblatts zusammentreffen. Im Idealfall sollten die Enden perfekt aufeinandertreffen, der Abstand zwischen ihnen sollte jedoch 2 mm nicht überschreiten. Das Klebeband sollte ca. 50 mm breit und maximal 0,2 mm dick sein. Die Abriebuntersuchung beginnt damit, dass das Prüfstück mit der Abriebplatte in Kontakt gebracht wird.

Um eine Beschädigung der Schleifschicht durch den Prüflingshalter zu verhindern, empfiehlt sich eine Vorrichtung, die das Gerät abschaltet, kurz bevor die Unterkante des Prüflingshalters die Schicht berührt.

Unsere Organisation verfügt über einen starken Mitarbeiterstamm, der die Entwicklungen im Bereich Wissenschaft und Technologie weltweit aufmerksam verfolgt und sich ständig verbessert. Zu den zahlreichen Prüf-, Mess-, Analyse- und Bewertungsstudien, die wir für Unternehmen aus verschiedenen Branchen anbieten, gehören auch Prüfdienstleistungen gemäß der Norm „ISO 4649 Elastomere oder thermoplastische Kautschuke – Bestimmung der Abriebfestigkeit mit einem rotierenden zylindrischen Trommelgerät“.