IRHD- und Mikro-IRHD-Härteprüfgeräte

IRHD- (International Rubber Hardness Degree) und Mikro-IRHD-Härteprüfgeräte sind Spezialgeräte für die Härtemessung an Gummi und eignen sich besonders für kleine Bauteile, dünne Querschnitte, O-Ringe, miniaturisierte Dichtungen und Prüfkörper, bei denen die herkömmlichen Shore-Verfahren wegen der relativ hohen Prüfkraft nicht anwendbar sind. Das IRHD-Verfahren beruht auf dem Eindringen einer Stahlkugel unter kontrollierter Last, wobei die differentielle Eindringtiefe zwischen einer Vorlast und einer Hauptlast gemessen wird; die IRHD-Skala korreliert für Gummi mittlerer Härte mit Shore A, das abweichende Prinzip erlaubt jedoch Messungen an kleinen und dünnen Proben.

IRHD-Prinzip

Das Prüfprinzip sieht das Aufbringen einer Vorlast von wenigen Gramm vor (als Bezug für die Nullstellung), gefolgt vom Aufbringen einer Hauptlast (Zusatzlast), unter der die Kugel weiter in das Material eindringt. Die Differenz der Eindringtiefe zwischen den beiden Zuständen wird vom Gerät erfasst und über eine standardisierte Kalibrierfunktion in einen IRHD-Wert umgerechnet. Das differentielle System (Vorlast-Hauptlast) schaltet Einflüsse der Probendicke und vorheriger Verformungen aus und macht das Verfahren auch an dünnen Teilen (bis 1-2 mm) und an nicht planen Geometrien robust.

IRHD-Skalen

Die wichtigsten Skalen sind: IRHD-N (normal, Kugel mit 2,5 mm Durchmesser, Vorlast 30 cN, Hauptlast 540 cN, für Gummi mit Standardhärte 30-95 IRHD); IRHD-H (für harten Gummi, Kugel mit 1 mm); IRHD-L (für weichen Gummi, Kugel mit 5 mm); IRHD-M (Mikro, Kugel mit 0,395 mm, Vorlast 8,3 mN, Hauptlast 145 mN, für kleine und dünne Teile wie miniaturisierte O-Ringe). Die Skala IRHD-M ermöglicht Messungen an Prüfkörpern von nur 2 mm Dicke, eine Anwendung, die mit den Standard-Shore-Verfahren kaum möglich ist.

Geräte

IRHD-Härteprüfgeräte sind überwiegend motorisierte Tischgeräte mit mechanisch oder pneumatisch aufgebrachter Last, hochauflösendem Messsystem für die Eindringtiefe (LVDT oder kapazitiv, 0,001 mm) und digitaler Anzeige des berechneten IRHD-Wertes. Die IRHD-M-Modelle sind kompakt und verfügen über ein optisches System zur Zentrierung des Prüfkörpers unter der Kugel, das bei sehr kleinen Prüfkörpern unverzichtbar ist. Es gibt Mehrskalen-Modelle mit Schnellwechsel des Eindringkörpers und Lastkalibrierung, die alle Skalen in einem einzigen Gerät abdecken. Die periodische Kalibrierung erfolgt mit nach ISO 17025 zertifizierten Vergleichsblöcken aus standardisiertem Gummi.

Anwendungen

IRHD-Härteprüfgeräte werden in der Qualitätskontrolle von O-Ringen und kleinen Dichtungen eingesetzt (Hydraulik, Automotive, Pharmaverpackung), ferner bei Medizinartikeln aus Silikonkautschuk (Katheter, Ventile, Schläuche), technischen Präzisionsdichtungen, Spezialmischungen in R&D sowie Wellendichtringen und miniaturisierten Dichtungen. Die Skala IRHD-M wird insbesondere für sehr kleine Artikel verlangt, bei denen das Shore-Verfahren nicht anwendbar ist. Die Charakterisierung neuer Compounds im R&D-Labor greift wegen der Robustheit des Verfahrens an Proben begrenzter Größe häufig auf IRHD zurück.

Bezugsnormen

Bezugsnorm ist ISO 48 (Teile 1-9), die Folgendes festlegt: Prüfverfahren (IRHD-N, M, L, H sowie CM/CL/CN für spezifische Anwendungen), Vorbereitung der Prüfkörper, Prüfbedingungen, Kalibrierung und Reproduzierbarkeit. Die spezifischen Teile ISO 48-2 und ISO 48-3 beschreiben IRHD-M für die Mikroprüfung im Detail. Die Korrelation zwischen der IRHD-Skala und Shore A ist näherungsweise gültig (1 IRHD ≈ 1 Shore A bei Gummi mit einer Härte von 30-90); die Skalen sind nicht austauschbar und die Werte sind mit der ursprünglichen Skala anzugeben.

Auswahlkriterien

Die Auswahl des IRHD-Härteprüfgeräts richtet sich nach dem erwarteten Härtebereich (für die Wahl zwischen den Skalen N, L, H, M), nach den Mindestabmessungen des Prüfkörpers (IRHD-M für sehr kleine Teile), nach der geforderten Genauigkeit (hochwertige Labormodelle erreichen Genauigkeiten von ±1 IRHD) sowie nach den Anforderungen an Automatisierung und Datenverwaltung im Labor.