ISO 2439 Eindruckhärte
Die ISO 2439 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung der Eindruckhärte an Weichschaum und liefert damit einen wichtigen Kennwert um die Qualität von Formschäumen (wie z. B. Matratzen, Sitzen, Polstern etc.) und damit ihre Belastungseigenschaften zu bestimmen.
Die Prüfabläufe werden auch in den Normen DIN 53579 (Eindruckhärte Fertigteile) sowie in der ASTM D3574 Test B1 sowie in eigenen Werksnormen verschiedener Automobilhersteller beschrieben. Im folgenden finden Sie einen Überblick über die Versuchsdurchführung, Probekörper, Prüfergebnisse und das geeignete ZwickRoell Produktportfolio, welches Ihren und den Anforderungen der ISO 2349 gerecht wird. Für umfassende Informationen ist der Erwerb der Norm jedoch unerlässlich.
Ziel & Versuchsdurchführung Probekörper & Abmessungen ISO 2439 Formschaumprüfung DIN 53579-1 Normen Video Prüfsysteme Kunststoff-Broschüre
Ziel & Anwendungsbereich ISO 2439 und DIN 53579
Die Eindruckhärte ist das Maß für die Belastungseigenschaften eines Weichschaums in der Werkstoffprüfung in Form eines Norm-Probekörpers (ISO 2439) oder eines kompletten Formteils / Formschaums (DIN 53579) wie zum Beispiel einer Matratze oder des Sitzkissen eines Fahrzeugsitzes.
Für Formschäume ist die Eindruckhärte einer der wichtigsten Kennwerte, mit denen die Qualität, zum Beispiel der Sitzkomfort, beschrieben wird.
ISO 2439 - Eindruckhärte an Normprobekörper
ISO 2439 Verfahren und Kennwerte
Die Eindruckhärte ist die Gesamtkraft in Newton gemessen, die erforderlich ist, um unter vorgeschriebenen Bedingungen eine vorgeschriebene Eindrückung zu erzielen.
Die ISO 2439 legt vier verschiedene Verfahren zur Bestimmung der Eindruckhärte fest:
- Verfahren A: Laborverfahren an Normprobekörpern bei dem ein einziger charakteristischer Wert für den Materialvergleich ermittelt wird: Eindruckhärte-Index HA(40%/30s) (40% Eindrückung bezogen auf die Probendicke bei 30s Haltezeit)
- Verfahren B: Eindruckhärte-Charakteristik HB(25%, 40%, 65%/30s): Hier wird die Kraft (Eindruckhärte) mehrmals gemessen; nach Eindrückung von 25%, 40% und 65% gefolgt von einer jeweiligen Haltezeit von 30s .
- Verfahren C: Schnellverfahren zur Qualitätskontrolle zur Überprüfung der Eindruckhärte HC(40%/0s) ohne Haltezeit zur Wertekorrelatoin zu Verfahren A.
- Verfahren D: Unterer Eindruckhärte-Index HD(25%/30s) ist ein geeignetes Schnellverfahren zur Überprüfung der Eindruckhärte mit nur einem Vorbelastungszyklus
Die Bestimmung des Durckverformumgskoeffizienten und des Hystereseverlustes wird in der ISO 2439 im Verfahren E festgelegt, das zusätzliche Informationen zu Belastungseigenschaften liefert.
- Durckverformumgskoeffizienten Sf = Verhältnis aus der Kraft bei 65% Eindrückung und der Kraft bei 25% Eindrückung
- Hystereseverlust Af = Energieunterschied zwischen der Belastung und der Entlastung des Probekörpers während der zyklischen Deformation. Er wird in Prozent der Belastungsenergie ausgedrückt.
ISO 2439 Verfahren A
ISO 2439 Verfahren B
ISO 2439 Verfahren C
ISO 2439 Verfahren D
ISO 2439 Verfahren E
Probekörper ISO 2439
ISO 2439 stellt ein Laborverfahren zur Messung der Eindruckhärte an Normprobekörpern dar.
- Die Probekörper nach ISO 2439 haben ein quadratisches Format mit 380 mm Seitenlänge und mit 50 ± 2 mm Dicke.
- Die ISO 2439 lässt aber auch die Prüfung an Formschaum zu, wenn dies mit einer ebenen Unterlage erfolgen kann. Ist diese Voraussetzung nicht gegeben kann nach DIN 53579 geprüft werden, die auch in einer englischen Sprachversion verfügbar ist. Hier werden die Proben als komplette Fertigteile (z.B. Sitzkissen, Kopfstützen etc.) zur Prüfung in speziell geformte Matrizen eingelegt.
- Vor der Prüfung müssen die Probekörper mindestens 16h wie in ISO 23529 konditioniert werden.
Versuchsdurchführung und Prüfmittel
- In den oben beschriebenen Verfahren zur Bestimmung der Eindruckhärte, Druckverformungskoeffizient und Hystereseverlust sind jeweils unterschiedliche Parameter für die Versuchsdurchführung in Bezug auf Vorbelastungszyklen, Eindrückung im Vorbelsastungs- und Messzyklus, Ruhezeit nach Vorbelastung und Zusammendrückdauer definiert.
- Für die Prüfung wird ein festgelegter Eindruckstempel verwendet. Im Verlauf der Prüfung wird das Deformationsverhalten des Weichschaumes unter exakt festgelegten Bedingungen gemessen und in einem Kraft-Eindruckweg-Diagramm dargestellt. Die Prüfung besteht aus Vorbelastungszyklen, die der Konditionierung des Probekörpers dienen, gefolgt von einem Messzyklus in dem die Kennwerte bestimmt werden. In der Automobilindustrie existieren weitere Prüfverfahren mit teilweise abweichender Versuchsdurchführung und spezifischen Prüfergebnissen.
Die normkonforme Durchführung der Prüfung nach ISO 2439 ist für alle Verfahren mit einer ZwickRoell Universalprüfmaschine der Reihe zwickiLine und der passenden Druckvorrichtung mit Auflageplatte und Eindringstempel garantiert. Die Universalprüfmaschine der Reihe ProLine ermöglicht darüberhinaus Bauteilprüfungen und den Einbau von Druckplatten mit einer Breite von bis zu 400 mm und ermöglicht Prüfungen mit höheren Kräften:
- Die Auflageplatte muss größer als der Probekörper und gelocht sein (6 mm Bohrungen mit 20 mm Abstand), damit kein Luftpolster entstehen kann.
- Die Eindrückung muss durch einen Eindringkörper erfolgen, der kleiner als der Probekörper ist. Der Eindringkörper ist eben, kreisrund mit Durchmesser 200 bis 203 mm und hat einen Kantenradius von 1 mm.
Ein Vorteil der ISO 2439 gegenüber der Messung der Stauchhärte nach ISO 3386 ist der Wegfall des Schnittkanteneinflusses. Der gewonnene Messwert der Eindruckhärte stellt bei hinreichender Größe des Probekörpers einen dimensionsunabhängigen und vergleichbaren Kennwert dar, der sich gut für die Qualitätssicherung eignet.
Eindruckhärte an Formschäumen DIN 53579-1
Die Formschaumprüfung wird in vielen Automobilnormen in unterschiedlichen Ausprägungen beschrieben.
- Anwendungsbereich sind Fahrzeugsitze, Kopfstützen, Seitenteile, Matratzen, Möbelpolster
- Eindruckverfahren, ähnlich dem in der ISO 2439 festgelegten Prinzip
- Bei vielen Formschäumen gibt es für jede Bauform einen spezifischen Unterbau. (Matritze)
- Neben dem Standard-Eindruckstempel existiert eine große Anzahl spezieller Stempel
- Bestimmt wird die Eindruckhärte bzw. die Resthöhe unter Last
- Auf ISO-Ebene gibt es hierzu keine Normung
- Daimler und BMW wenden die DIN an, der Ablauf bei VW basiert auf der DIN, enthält aber weitere Methodenbeschreibungen.
Kraft-Eindruckweg-Diagramm
beim Eindruckversuch an Formschäumen nach DIN 53579-1
Eindruckversuch an größeren Formschäumen mit CLine
- Für größere Formschäume wurde bei ZwickRoell ein Lastrahmen entwickelt, der durch seine C-förmige Bauweise eine gute Zugänglichkeit von 3 Seiten erlaubt.
- Für Matratzen steht zusätzlich ein Verfahrtisch zur Verfügung, mit dem die Matratze leicht in die gewünscht Prüfposition verschoben werden kann.
- Zur Prüfung von kleineren Formteilen oder zur Durchführung von Zugversuchen können an diesem Maschinentyp die seitlichen Auflageplatten heruntergeklappt werden.
Normen für diese Prüfung
Normprobekörper |
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Messungen an Formschäumen |
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Die Prüfung von Blockschäumen nach ISO 2439 und ASTM D 3574 erlaubt mit einer Probengröße von 380 x 380 mm den Einsatz von ZwickRoell Standardmaschinen. Diese Maschinen sind mit einer Funktion zur Steifigkeitskompensation des Lastrahmens ausgestattet, die eine sehr genaue Messung der Eindrücktiefe ermöglicht.
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