Kugel- oder Stifteindrückverfahren: Unterschied zwischen den Versionen

Aktuelle Version vom 27. August 2026, 14:48 Uhr

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Kugel- oder Stifteindrückverfahren

Prüfverfahren zur Bestimmung der Spannungsrissbeständigkeit

Das Kugel- oder Stifteindrückverfahren gehört neben dem Zeitstandzugversuch und dem Biegestreifenverfahren zu den drei wichtigsten Verfahren zur Prüfung der Spannungsrissbeständigkeit an Kunststoffen [1]. Darüber hinaus existieren noch neue bruchmechanische Prüfmethoden, die im Gegensatz zu den konventionellen Prüfverfahren auf der Ermittlung des Werkstoffwiderstands gegenüber Rissausbreitung basieren. All diese Verfahren ermöglichen eine Kennwertermittlung an speziellen Prüfkörpern. Daneben wurden noch eine Reihe von Normen für Prüfverfahren an Fertigteilen, wie z. B. an Behältern und Rohren in die prüftechnische Praxis eingeführt.

Durchführung des Kugel- oder Stifteindruckverfahrens

Die genormte Prüfung erfolgt nach DIN EN ISO 22088-4 [2], wobei bei diesem Verfahren in den Prüfkörper ein Loch mit einem definierten Durchmesser gebohrt wird, in das eine Kugel oder ein Stift mit einem Übermaß gedrückt wird. Dieser Prüfkörper wird in einem Medium gelagert (Bild 1). Dieses Vorgehen wird mit Kugeln oder Rundstiften mit schrittweise größerem Durchmesser wiederholt. Das Übermaß ist als die Differenz zwischen dem Durchmesser der eingedrückten Stahlkugel bzw. des Rundstiftes und dem Lochdurchmesser definiert. Durch das Übermaß der Kugel oder des Stifts wird ein zeitlich konstanter mehrachsiger Verformungszustand (siehe: Mehrachsiger Spannungszustand) in Lochnähe erzeugt. Bei dünnen Prüfkörpern von ca. 1 mm werden Stifte, bei dickeren Prüfkörpern im Bereich von 3 bis 4 mm Kugeln bevorzugt. Nach einer festgelegten Zeit kann der Einfluss der Einwirkung des Mediums durch visuelle Beurteilung oder die Bestimmung von Restfestigkeit oder Restdehnung charakterisiert werden.

Bild 1:

Prüfanordnung für das Kugel- oder Stifeindrückverfahren nach DIN EN ISO 22088-4 zur Bestimmung der Spannungsrissbeständigkeit von Kunststoffen

Durch vergleichende Untersuchungen an Luft kann als zusätzliche Kenngröße ein relativer Spannungsrissfaktor bestimmt werden, der das Verhältnis der Versagensgröße in der Prüfanordnung zu der in Luft beschreibt. Auf Grund der unterschiedlichen Verformungszustände können die Ergebnisse von Kugel- und Stiftprüfung verschieden sein und ist auch nicht auf andere Arten der Beanspruchung umrechenbar. Bei dieser Methode sind ebenfalls Relaxationsprozesse zu berücksichtigen. Weitere experimentelle Verfahren und Ergebnisse wurden von Brown [3] und Bledzki [4] beschrieben.

Siehe auch

Literaturhinweise

[1]	Ramsteiner, F.: Bewertung der Spannungsrissbeständigkeit. In: Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2025) 4. Auflage, S. 402/403 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe AMK-Büchersammlung unter A 23)
[2]	DIN EN ISO 22088: Kunststoff – Bestimmung der Beständigkeit gegen umgebungsbedingte Spannungsrissbildung (ESC): Teil 4 (2006-11): Kugel- oder Stifteindrückverfahren
[3]	Brown, R. P.: Testing plastics for resistance to environmental stress cracking. Polymer Testing 1 (1980) 267–282; https://doi.org/10.1016/0142-9418(80)90010-0
[4]	Bledzki, A. K., Barth, C.: Spannungsrissbeständigkeit von Polycarbonat messen. Materialprüfung 40 (1998) 404–410

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 <span style="font-size:1.2em;font-weight:bold;">Kugel- oder Stifteindrückverfahren</span>
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-Das Kugel- oder Stifteindrückverfahren gehört neben dem [[Zeitstandzugversuch]] und dem [[Biegestreifenverfahren]] zu den drei wichtigsten Verfahren zur Prüfung der [[Spannungsrissbeständigkeit]] an [[Kunststoffe]]n [1].
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 Die genormte Prüfung erfolgt nach DIN EN ISO 22088-4 [2], wobei bei diesem Verfahren in den [[Prüfkörper]] ein Loch mit einem definierten Durchmesser gebohrt wird, in das eine Kugel oder ein Stift mit einem Übermaß gedrückt wird. Dieser Prüfkörper wird in einem Medium gelagert ('''Bild 1'''). Dieses Vorgehen wird mit Kugeln oder Rundstiften mit schrittweise größerem Durchmesser wiederholt. Das Übermaß ist als die Differenz zwischen dem Durchmesser der eingedrückten Stahlkugel bzw. des Rundstiftes und dem Lochdurchmesser definiert. Durch das Übermaß der Kugel oder des Stifts wird ein zeitlich konstanter mehrachsiger Verformungszustand (siehe: [[Mehrachsiger Spannungszustand]]) in Lochnähe erzeugt. Bei dünnen Prüfkörpern von ca. 1 mm werden Stifte, bei dickeren Prüfkörpern im Bereich von 3 bis 4 mm Kugeln bevorzugt. Nach einer festgelegten Zeit kann der Einfluss der Einwirkung des Mediums durch visuelle Beurteilung oder die Bestimmung von Restfestigkeit oder Restdehnung charakterisiert werden.
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-Durch vergleichende Untersuchungen an Luft kann als zusätzliche [[Kenngröße]] ein relativer Spannungsrissfaktor bestimmt werden, der das Verhältnis der Versagensgröße in der Prüfanordnung zu der in Luft beschreibt. Auf Grund der unterschiedlichen Verformungszustände können die Ergebnisse von Kugel- und Stiftprüfung verschieden sein und ist auch nicht auf andere Arten der [[Beanspruchung]] umrechenbar. Bei dieser Methode sind ebenfalls [[Relaxation]]sprozesse zu berücksichtigen. Weitere experimentelle Verfahren und Ergebnisse wurden von Brown [3] und Bledzki [4] beschrieben.
+Durch vergleichende Untersuchungen an Luft kann als zusätzliche [[Kenngröße]] ein relativer Spannungsrissfaktor bestimmt werden, der das Verhältnis der Versagensgröße in der Prüfanordnung zu der in Luft beschreibt. Auf Grund der unterschiedlichen Verformungszustände können die Ergebnisse von Kugel- und Stiftprüfung verschieden sein und ist auch nicht auf andere Arten der [[Beanspruchung]] umrechenbar. Bei dieser Methode sind ebenfalls [[Relaxation Kunststoffe|Relaxationsprozesse]] zu berücksichtigen. Weitere experimentelle Verfahren und Ergebnisse wurden von Brown [3] und Bledzki [4] beschrieben.
+==Siehe auch==
-'''Siehe auch'''
 *[[Kugeleindruckhärte]]
+*[[Zeitstandzugversuch]]
+*[[Biegestreifenverfahren]]
 *[[Konventionelle Härteprüfung]]
 *[[IRHD-Härte]]
+==Literaturhinweise==
-'''Literaturhinweise'''
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 |[1]
-|Ramsteiner, F.: Bewertung der Spannungsrissbeständigkeit. In: [[Grellmann,_Wolfgang|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München  (2024) 4. Auflage, S. 402/403 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 23)
+|Ramsteiner, F.: Bewertung der Spannungsrissbeständigkeit. In: [[Grellmann,_Wolfgang|Grellmann, W.]], [[Seidler,_Sabine|Seidler, S.]] (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München  (2025) 4. Auflage, S. 402/403 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe [[AMK-Büchersammlung]] unter A 23)
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-|Brown, R. P.: Testing Plastics for Resistance to Environmental Stress Cracking. Polymer Testing 1 (1980) 267–282, DOI: [https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0142941880900100 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0142941880900100]
+|Brown, R. P.: Testing plastics for resistance to environmental stress cracking. Polymer Testing 1 (1980) 267–282; [https://doi.org/10.1016/0142-9418(80)90010-0 https://doi.org/10.1016/0142-9418(80)90010-0]
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