Instrumentierter Durchstoßversuch

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Instrumentierter Durchstoßversuch

Der instrumentierte Durchstoßversuch nach DIN EN ISO 6603-2 bzw. ISO 7765-2 (siehe auch: Folienprüfung) wird zur Bestimmung des mehrachsigen Stoßverhaltens von festen Kunststoffen bzw. Folien genutzt. Zur experimentellen Durchführung werden Fallwerke mit instrumentierten Fallbolzen verwendet, beispielsweise Geräte vom Typ Fractovis der Fa. Ceast (heute Fa. Instron. Die Geometrie des Fallbolzens ist in der Norm festgelegt.

Die Instrumentierung des Durchstoßversuches stellt eine messtechnische Erweiterung des konventionellen Durchstoßversuches dar und wird angewendet, wenn für die Werkstoffcharakterisierung ein Kraft-Verformungs-Diagramm beziehungsweise Messgrößen aus diesem Diagramm erforderlich sind. Die Aufzeichnung der Kraft-Verformungs-Diagramme wird durch die Instrumentierung des Stoßkörpers ermöglicht.

Während der Prüfung wird eine Folie oder ein plattenförmiger Prüfkörper (quadratisch 60 mm x 60 mm oder rund, Durchmesser 60 mm) senkrecht zu seiner Oberfläche bei praktisch konstanter Geschwindigkeit von 4,4 m/s mit dem Stoßkörper durchstoßen und gleichzeitig das Kraft-Verformungs-Diagramm aufgezeichnet (siehe Bild). Dieses Diagramm kann nachfolgend herangezogen werden, um das Werkstoffverhalten unter Stoßbeanspruchung zu bewerten. Es können anhand der Diagrammform und des aufgetretenden Bruchbildes spröde, zähe oder sehr zähe Brüche voneinander unterschieden werden (siehe mikroskopische Bruchmerkmale für Kunststoffe).

Bild: Schematische Darstellung eines Kraft-Verformungs-Diagramms aus dem instrumentierten Durchstoßversuch mit typischen Messgrößen FM – Maximalkraft, lM – Maximalverformung, EM – Energie bis zur Maximalkraft, Ep – Durchstoßenergie (entspricht Fläche unter der Kurve bis zum Kraftwert Fp (Fp = FM/2)

Vergleiche zwischen einzelnen Werkstoffen können bei diesem Verfahren nur gemacht werden, wenn die Prüfkörperherstellung, Prüfkörperabmessungen, Oberflächenbeschaffenheit und die Prüfbedingungen vergleichbar sind. Insbesondere die Folien- bzw. Prüfkörperdicke spielt hier eine sehr wichtige Rolle. Im Ergebnis des Durchstoßversuches können als wichtige Ergebnisse die Mittelwerte folgender Messgrößen angegeben werden:

  • Maximalkraft FM,
  • Maximalverformung lM,
  • Energie bis zur Maximalkraft EM.


Literaturhinweise

  • DIN EN ISO 6603-2 (2002-04): Kunststoffe – Bestimmung des Durchstoßverhaltens von festen Kunststoffen – Teil 2: Instrumentierter Schlagversuch
  • DIN ISO 7765-2 (2009-02): Kunststofffolien und -bahnen – Bestimmung der Schlagfestigkeit nach dem Fallhammerverfahren – Teil 2: Durchstoßversuch mit elektronischer Messwerterfassung
  • Reincke, K., Grellmann, W., Söver, A., Frormann, L.: Verhalten von Polymeren unter stoßartiger Beanspruchung. GAK – Gummi Fasern Kunststoffe 65 (2012) 4, S. 290–296
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