IRHD-Härte
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IRHD-Härte
Allgemeines
Das IRHD (International Rubber Hardness Degree)-Härteprüfverfahren wurde speziell für Elastomere und thermoplastische Elastomere entwickelt, bei dem die Gesamtdeformation bei kleinen Belastungen zur Kennwertgewinnung genutzt wird. Die IRHD-Härte wird entsprechend der Norm DIN ISO 48-2 ermittelt, die im Rahmen der Umnummerierung der Härteprüfnormen aus der DIN ISO 48 hervorgegangen ist. Vorgänger der DIN ISO 48 waren wiederum die DIN 53519-1 und DIN 53519-2.
Schema der Prüfanordnung
Für die Ermittlung der Härte nach IRHD wird eine Druckplatte stoßfrei bis zum Aufliegen auf dem Prüfkörper bewegt (Bild). Anschließend wird ein kugelförmiger Eindringkörper (Kugel oder Druckstange mit kugelförmiger Spitze) mittels definierter Kräfte (Kontaktkraft und Hauptkraft) in den Prüfkörper gedrückt. Die in den DIN 53519-1 und -2 genannte Forderung, dass es sich beim Eindringkörper um eine nichtrostende Stahlkugel handeln muss, ist in den Nachfolgenormen nicht mehr zu finden.
Die Eindringtiefe wird auf der Messuhr angezeigt. Aufgrund der Gestaltung dieses Prüfsystems ist es insbesondere zur Ermittlung der Härte an kleinen Teilen, wie Dichtungsringen o. ä. geeignet.
| Bild: | Prüfanordnung zur Ermittlung der IRHD-Härte |
Einteilung der Verfahren
Bei der Kugeldruckhärte IRHD wird entsprechend der Prüfnorm in die Verfahren N (Normalprüfung), Verfahren H (Prüfung bei hoher Härte), Verfahren L (Prüfung bei niedriger Härte) und Verfahren M (Mikrohärte) unterschieden. Im Wesentlichen unterscheiden sich diese Verfahren im Durchmesser der eindringenden Kugel und der Belastungshöhe, wobei diese Parameter zum jeweiligen Anwendungsfall passend auszuwählen sind. Die Kugeldurchmesser betragen 2,5 mm bei Verfahren N, 1 mm bei Verfahren H, 5 mm bei Verfahren L und 0,395 mm bei Verfahren M.
In der nachstehenden Tabelle sind die unterschiedlichen IRHD-Verfahren und die zugehörigen Prüflasten dargestellt.
| Methode | Kugeldurchmesser (mm) | Belastung (N) | Prüfkörperdicke (mm) | ||
|---|---|---|---|---|---|
| Vorlast | Prüflast | Gesamtlast | |||
| N normale Härte |
2,5 ± 0,01 | 0,3 | 5,4 | 5,7 | 8-10 (>4) 1 bis 3 Schichten |
| H hohe Härte |
1,0 ± 0,01 | 0,3 | 5,4 | 5,7 | 8-10 (>4) 1 bis 3 Schichten |
| L geringe Härte |
5,0 ± 0,01 | 0,3 | 5,4 | 5,7 | 8-10 (>4) 1 bis 3 Schichten |
| M Mikrohärte |
0,395 ± 0,005 | 0,0083 | 0,145 | 0,1533 | 2 ± 0,5 (>1) |
Durchführung und Kennwertangabe
Nach dem Aufbringen der Vorlast (Kontaktkraft) wird zur Erzeugung einer Bezugsebene die Prüfkraft (Hauptkraft) auf einen kugelförmigen Eindringkörper aufgebracht, die 5,4 N bei den Verfahren N, H und L und 0,145 N bei dem Verfahren M beträgt. Unter wirkender Prüfgesamtkraft wird nach 30 s die zusätzliche Eindringtiefe gemessen.
Der Skalenwert 0 auf der Messuhr entspricht dabei dem maximalen Eindruck und der Wert 100 praktisch keinem Eindruck, also sehr großer Härte.
Für die jeweils ermittelte Eindringtiefe kann aus Tabellen der zugehörige Internationale Gummihärtegrad (International Rubber Hardness Degree) IRHD abgelesen werden. Die Härteskala ist so gewählt, dass "0" der Härte eines Werkstoffes mit dem YOUNG'schen Modul Null und "100" eines Werkstoffes mit einem unendlich großen Modul entspricht.
Siehe auch
- Härte
- Instrumentierte Härtemessung, Eindringtiefenmessung mit modifiziertem Tastfuß
- Instrumentierte Härteprüfung – Methode Kenngrößen
- Konventionelle Härteprüfung
- Kugeleindruckhärte
- SHORE-Härte – Grundlagen
- SHORE-Härte – Werkstoffentwicklung Elastomere
Literaturhinweise
- Grellmann, W., Seidler, S. (Hrsg.): Kunststoffprüfung. Carl Hanser Verlag, München (2024), 4. Auflage, S. 192 (ISBN 978-3-446-44718-9; E-Book: ISBN 978-3-446-48105-3; siehe AMK-Büchersammlung unter A 23)
- DIN ISO 48-2 (2021-02): Elastomere und thermoplastische Elastomere – Bestimmung der Härte – Teil 2: Härte zwischen 10 IRHD und 100 IRHD
- DIN ISO 48 (2016-09: Elastomere oder thermoplastische Elastomere – Bestimmung der Härte (Härte zwischen 10 IRHD und 100 IRHD) (zurückgezogen)
- DIN 53519-1 (1972-05): Prüfung von Elastomeren – Bestimmung der Kugeldruckhärte von Weichgummi, Internationaler Gummihärtegrad (IRHD), Härteprüfung an Normproben (zurückgezogen)
- DIN 53519-2 (1972-05): Prüfung von Elastomeren – Bestimmung der Kugeldruckhärte von Weichgummi, Internationaler Gummihärtegrad (IRHD), Härteprüfung an Proben geringer Abmessungen, Mikrohärteprüfung (zurückgezogen)