Shore Härteprüfung ISO 48-4, ASTM D2240
Definition der Härteprüfung nach Shore
Die Härte von Gummi und Elastomeren nach Shore wird mithilfe des nach ISO 48-4 oder ASTM D2240 genormten Prüfverfahrens ermittelt.
Bei der Shore Härteprüfung wird die Eindringtiefe durch einen federbelasteten Eindringkörper aus gehärtetem Stahl gemessen, der in das Material/die Probe eindringt. Die Eindringtiefe ist ein Maß für die Shore-Härte, die auf einer Skala von 0 Shore (2,5 Millimeter Eindringtiefe) bis 100 Shore (0 Millimeter Eindringtiefe) gemessen wird. Durch die Variation verschiedener Formen der Eindringkörper und Federcharakteristiken haben sich eine Reihe unterschiedlicher Shore-Skalen etabliert. Die bekanntesten Skalen sind Shore A und D. Für spezifische Anwendungen sind weitere Skalen, wie Shore B, C, 0, 00, 000, und D0 bekannt.
Shore Skalen und Anwendungsbeispiele:
- Shore A: Weichgummi, Elastomere und Naturkautschuk
- Shore D: Härtere Elastomere, Kunststoffe und steife Thermoplasten
- Shore 0: Weiche Elastomere und textile Gewebe
- Shore 00: Schaumgummi, Moos- und Zellgummi
- Shore B: Härtere Elastomere als Shore A
- Shore C: Mittelharte Elastomere
VLRH (IRHD supersoft)
Shore 00
Shore A/B
Shore A/B
Shore D/C/D0
Micro Shore
Einordnung der Shore Härteprüfung nach ISO 48-4, ASTM D2240
Die Härteprüfung nach Shore ist ein statisches Prüfverfahren und weist folgende Charakteristika auf:
- Es gehört zu den genormten Verfahren (ISO 48-4, ASTM D2240).
- Mit dem Verfahren wird im Makrobereich mit einer Prüfkraft von 3,924 – 50N die Härte ermittelt.
- Es handelt sich um ein Tiefenmessverfahren. Das heißt, zur Ermittlung des Härtewertes eines Prüfstückes wird die tatsächliche Eindringtiefe und nicht der bleibende Eindruck gemessen, der durch den Eindringkörper entsteht.
- Form und Material des Eindringkörpers: gehärteter Stahlstift, je nach Methode mit unterschiedlichen Ausführungen des Stiftes und der Stahlkugel.
| Norm | ISO 48-4 | ASTM D2240 |
| Probendicke | 6 mm | 6 mm |
| Schichtung | ja (3-Lagen) | ja |
| Messungen | 5 | 5 |
| Messabstand | 6 mm | 6 mm |
| Haltezeit | 3 s Vulkanisate 15 s TPE | kleiner 1 s |
| Last | 1 kg Shore A 5 kg Shore D | 1 kg |
| Härteangabe | 54 Shore A 3 s 54 Shore A 15 s | A / 54 / 1 A / 54 / 15 |
Ablauf der Shore Härteprüfung
Beim Shore-Prüfverfahren nach ISO 48-4 müssen im Vorfeld folgende Paramater berücksichtigt werden:
- Zur Bestimmung der Materialhärte müssen laut Norm fünf Messungen durchgeführt und daraus ein Mittelwert errechnet werden.
- Die Messzeit beträgt 15 Sekunden, weicht die Dauer ab so ist dies im Härtewert anzugeben.
- Das zu prüfende Material soll mindestens 1h bei Raumtemperatur von +23°C ± 2°C gelagert werden.
Bei der Prüfung wird im ersten Schritt der Eindringkörper mit einer Federkraft von 1,11 – 44,5N in den Prüfkörper gedrückt. Danach wird der Eindringkörper mit einer Anpresskraft von 3,92 – 50N 15 Sekunden lang auf die Probe gedrückt. Die Eindringtiefe in den Prüfkörper liegt zwischen 0 – 2,5 mm. Diese Eindringtiefe wird mit dem Härteprüfer gemessen und daraus der Härtewert abgeleitet. Der Eindringkörper soll mit der vollen Anpresskraft und einer Dauer von 15 Sekunden auf die Probe einwirken. Wird die Einwirkdauer über- oder unterschritten so ist dies im Härtewert anzuführen. Je länger die Einwirkdauer ist, desto niedriger wird der Härtewert nach Shore ausfallen.
Der Mindestabstand der Prüfeindrücke muss entsprechend der Norm eingehalten werden. Der Mittelabstand der Eindrücke soll untereinander ≥ 5mm sein und zum Probenrand ≥ 12mm betragen.
Methoden der Shore Härteprüfung
Die einzelnen Methoden unterscheiden sich durch:
- die Form des Eindringkörpers (siehe Grafik unten);
- die Höhe der Federkraft F;
- die Höhe der Anpresskraft FA.
Die unterschiedlichen Prüfmethoden, die sich daraus ergeben, verwenden sieben unterschiedliche Eindringkörper und vier unterschiedliche Anpresskräfte. Die spezifischen Unterschiede der einzelnen Methoden können aus der nachstehenden Tabelle entnommen werden.
Methode | Federkraft F [N] | Anpresskraft FA [N] | Eindringkörper | Messweg t [mm] | Probendicke [mm] | Messbereich |
Shore A | 8,050 N | 9,81 N | Kegelstumpf, Kegelwinkel 35° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 <20 Shore D |
Shore A0 bzw. Shore E | 8,050 N | 9,81 N | Kugel, Ø 2,5mm | 2,5 | ≥ 6 | <20 Shore A |
Shore AM bzw. Shore M | 0,764 N | 9,81 N | Kegel mit Winkel 30° | 1,25 | ≥ 1,25 | 10…90 |
Shore B | 8,065 N | 9,81 N | Kegel mit Winkel 30° | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore C | 44,5 N | 49,0 N | Kegelstumpf, Kegelwinkel 35°, Kegelstumpfdurchm. 0,79 mm | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore D | 44,5 N | 49,0 N | Kegel mit Winkel 30° | 2,5 | ≥ 6 | 30…90 >90 Shore A |
Shore D0 | 44,5 N | 49,0 N | Kugel, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Shore 0 | 8,05 N | 9,81 N | Kugel, Ø 3/32“ | 2,5 | ≥ 6 | 10…90 |
Wie liest und stellt man den Shore Härtewert dar?
Der Härtewert der Shore-Härteprüfung setzt sich aus drei Hauptbestandteilen zusammen:
- 1. einem numerischen Härtewert;
- 2. dem Wort „Shore“, das für Härte nach Shore steht;
- 3. der Bezeichnung der Shore-Methode, die den Eindringkörper und die damit verbundenen Parameter definiert.
Weicht die Einwirkdauer von der Norm ab, so wird eine Zeitangabe als vierter Bestandteil hinzugefügt.
Beispiel der Darstellung und Leseweise eines Härtewertes:
| 75 Shore A 10 | |
|---|---|
| 75 | ...Härtewert |
| Shore | ...nach Shore |
| A | ...Shore-Methode Kegelstumpf mit Kegelwinkel 35°, Federkraft 8,065N und Anpresskraft 12,5N |
| 10 | …Einwirkdauer der Anpresskraft außerhalb der empfohlenen Dauer, in diesem Fall 10 Sekunden |
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