Wenn die Mehrheit der Ingenieure zuhören Beim Wort „Gummi“ denken sie an ein einziges Material. visualisieren ein Gummiband oder ein Autoreifen.
Doch wenn ich „Rubber“ höre, denke ich nicht an das Material. Ich denke an die Härte.
In der industriellen Dichtungstechnik und Herstellung GlobusNach einem „O-Ring“ zu fragen, ohne die Härte (Durometer) anzugeben, ist, als würde man in eine Bar gehen und „ein Getränk“ bestellen. Man bekommt vielleicht Wasser, vielleicht aber auch reines Ethanol.
Der Unterschied zwischen a 70 Durometer und einem 90 Durometer Materials Das ist der Unterschied zwischen einer Maschine, die zehn Jahre lang läuft, und einer Maschine, die am ersten Tag explodiert.
Als jemand, der jahrzehntelang extrudierte Gummiteile aus defekten Hydraulikzylindern entfernt hat, werde ich Schaden reduziert Die Shore-Härteskala. Ich werde die „Schale“ erklären, die wir Nutzen um es zu messen, warum höhere Zahlen nicht immer besser sind und um den ewigen Streit zwischen 70 und 90 zu lösen.
Die kurze Antwort: Was ist schwieriger?
Lassen Sie uns zunächst die einfachen Fakten klären.
90 Durometer ist härter als 70 Durometer.
Auf der Shore-A-Skala (die wir im Allgemeinen verwenden) Nutzen für Gummi und Elastomere):
- 70 Durometer (Shore A): Das ist die Branchenanforderung. Es fühlt sich an wie ein Autoreifen oder die Sohle eines Laufschuhs. Sie ist fest, aber wenn man mit dem Fingernagel hineindrückt, hinterlässt sie einen Abdruck und federt zurück.
- 90 Durometer (Shore A): Das ist der schwierige Teil. Es fühlt sich an wie ein Hockey-Puck oder ein Einkaufswagenrad. Es fühlt sich fast so an wie KunststoffSie können es nicht mit Ihrem Daumennagel einrücken.
Die Faustregel: Höher Zahl = Härteres Material.
Aber warum haben wir zwei so nah beieinander liegende Standards? Warum nicht einfach alles unnötig kompliziert gestalten? Genau hier kommt die Physik der Abdichtung ins Spiel.
Was ist ein „Durometer“ eigentlich? (Das Messgerät vs. die Skala)
Das Wort „Durometer“ ist irreführend, weil wir Nutzen Es kann zwei verschiedene Bedeutungen haben.
- DasTool: Das eigentliche Messgerät (sieht aus wie eine runde Stoppuhr mit einem herausragenden Stift) dient zur Messung der Härte.
- Die Skala: Die Maßeinheit selbst (z. B. „Dieses Teil hat eine Härte von 70 Shore A“).
Es wurde in den 1920er Jahren von einem Mann namens Albert Shore entwickelt. Er brauchte eine Möglichkeit, um zu messen Materialien, die weicher als Metall waren (wo sie Nutzen Rockwell- oder Brinell-Skala).
Die „Schale“ für Messungen
Wie funktioniert das Werkzeug? Es ist erstaunlich einfach.
Es handelt sich im Grunde um eine Nadel, die an einer Feder befestigt ist.
- Der Einrücker: Ein verhärteter Ein Stahlstift ragt aus dem unteren Teil des Messgeräts heraus..
- Der Frühling: Eine kalibrierte Feder drückt den Stift nach unten.
- Der Test: Man drückt das Messgerät flach gegen das Gummi.
- Dringt die Nadel tief in den Gummi ein, bewegt sie sich weit. Anzeige zeigt a an Niedrige Zahl (Sanft).
- Wenn der Gummi dem Nadelstich Widerstand entgegensetzt, bleibt die Nadel oben gedrückt. Das Manometer zeigt einen Wert von … an. Hohe Zahl (Hart).
Es misst Widerstand gegen EindringungDas ist alles. Es misst weder die Kratzfestigkeit noch ZerreißfestigkeitEs misst, wie stark sich das Material gegen einen Schürhaken wehrt.
Die Alphabet-Suppe: Shore A gegen Shore D
Bevor wir uns näher mit dem Unterschied zwischen 70 und 90 befassen, müssen Sie den Buchstaben nach der Zahl verstehen.
Die Shore-Skala ist nicht eine einzige Skala. Sie ist eine Reihe sich überlappender Skalen.
Shore A (Die Allzweckskala)
Dies ist das Modell, das wir für O-Ringe, Dichtungen und Reifen verwenden.
- Reichweite: Von weichem Gummi zu hartem Gummi.
- Einrücker: Ein Kegelstumpf (eine Stecknadel mit flacher Spitze).
- Gemeinsame Werte: 70A, 90A, 60A.
Shore D (Die Skala für harte Kunststoffe)
Das gilt für Dinge, die praktisch steinhart sind. Schutzhelme, PVC-Rohre, Bowlingkugeln.
- Einrücker: Eine scharfe Spitze (wie eine Nadel).
- Die Überlappung: Ein sehr harter Shore-A-Harz (wie 95A) entspricht in etwa einem weichen Shore-D-Harz (wie 45D).
Shore 00 (Das weiche Zeug)
Dies gilt für Schwämme, Schaumstoffe und Gele.
- Einrücker: Eine runde Kugel.
- Beispiele: Fahrradgelsättel, klebrig Bären, Schuheinlagen.
Wichtige Warnung: Wenn dir jemand eine Die Druckvorlage fordert „70 Durometer“ und gibt keine weiteren Details an. Die Größenordnung ist ein Problem.
- 70 Shore 00 = Ein Gummibärchen.
- 70 Shore A = Ein Reifen.
- 70 Shore D = Ein Bauhelm.
Fragen Sie immer nach der Waage.
Die große Debatte: O-Ringe (NBR 70 vs 90)
Dies ist der Bereich im Ingenieurwesen, in dem dieses Thema am häufigsten vorkommt. Globus.
Sie bestellen Nitril-O-Ringe (Buna-N) für ein Flansch oder einen Kolben. Im Katalog sind „N70“ und „N90“ aufgeführt. Welchen wählen Sie?
Argumente für 70 Durometer (Der Standard)
Wenn Sie in einen Baumarkt gehen und einen O-Ring kaufen, hat dieser eine Härte von 70 Shore A.
- Vorteile: Es ist weich. Weil es weicher ist, passt es sich rauen Oberflächen besser an. Wenn Ihr Metallteile sind nicht perfekt gefertigt (was sie nie sind), fließt der 70-Duro-Gummi in die mikroskopischen Vertiefungen und bildet eine Abdichtung.
- Vorteile: Es lässt sich leicht montieren. Man kann es über einen Kolben ziehen, ohne sich die Finger zu brechen.
- Nachteile: Es wird unter hohem Druck extrudiert.
Argumente für 90 Durometer (Der Hochdruckschutz)
We Nutzen 90 Duro, wenn der Druck erschreckend wird.
- Vorteile: Extrusionsbeständigkeit. Das ist der Schlüssel.
- Nachteile: Es ist unerbittlich. Wenn dein Metalloberfläche Die Oberfläche ist rau, 90 Shore A-Dichtung füllt die Spalten nicht. Es ist undicht. Außerdem ist die Installation eine Qual (man könnte buchstäblich ein Werkzeug abbrechen, wenn man versucht, es zu dehnen).
Das Horrorszenario: Spaltextrusion
Stellen Sie sich einen Hydraulikkolben in einem Zylinder vor. Zwischen dem Metallkolben und der Metallzylinderwand befindet sich ein winziger Spalt (das Spiel).
Dort setzt man einen O-Ring ein, um das Öl abzudichten.
Wenn man den Druck auf 3,000 psi erhöht, drückt das Öl mit großer Kraft gegen den O-Ring.
- Bei Verwendung von 70 Duro: Das Gummi ist zu weich. Der Druck drückt das Gummi zusammen. in Der winzige Metallspalt. Der O-Ring sieht aus, als würde er durch eine Nudelmaschine gejagt. Er wird nach und nach abgetragen. Schließlich platzt er.
- Bei Verwendung von 90 Duro: Das Gummi ist steif genug, um die Lücke zu überbrücken, ohne hineinzufließen. Es behält seine Form.
Die Regel:
- Unter 1,500 psi: Verwenden Sie 70 Duro.
- Über 1,500 psi: Verwenden Sie 90 Duro (oder verwenden Sie 70 mit Backup-Ringen).
Die Physik: Warum ist 90 schwieriger?
Welche chemischen Prozesse bewirken, dass ein Stück schwarzer Gummi härter ist als das andere?
Sie haben häufig genau die gleiche Basis. Polymer (wie Nitril oder Viton).
Der Unterschied ist Vernetzungsdichte , Füllstoffe.
1. Schwefelbrücken (Vulkanisation)
Gummi besteht aus langen, spaghettiartigen Molekülketten. Von sich aus gleiten sie aneinander vorbei (flüssig/schmierig).
Um es zu verfestigen, „härten“ wir es mit Schwefel. Die Schwefelatome bilden Brücken zwischen den Spaghetti-Ketten und verbinden sie so miteinander.
- 70 Duro: Weniger Brücken. Die Ketten können sich dehnen und etwas bewegen.
- 90 Duro: Viele Brücken. Die Ketten sind fest verriegelt. Sie können sich nicht bewegen.
2. Ruß (Der Füllstoff)
Wir geben außerdem Füllstoffe in die Mischung, typischerweise Ruß.
Man kann es sich so vorstellen, als würde man Steine zu Beton hinzufügen.
- Mehr Ruß = härterer Gummi.
Aus diesem Grund sind O-Ringe mit einer Härte von 90 Durometer oft etwas spröder und weisen eine geringere Dehnbarkeit (Bruchdehnung) auf als solche mit einer Härte von 70 Durometer.
Anwendungsbereiche jenseits von O-Ringen
Es geht nicht nur um Hydraulik. Die Härte (Durometer) gibt vor, wie die Globus interagiert mit Reibung.
Skateboard- und Inlineskate-Rollen
Wer Schlittschuh läuft, kennt das genau.
- 78A – 80A (Soft): Das sind „Cruiser“-Räder. Sie sind weich. Sie bieten guten Grip auf der Straße und absorbieren Stöße (Vibrationsdämpfung). Allerdings sind sie langsam, da sie sich beim Rollen verformen (Rollwiderstand).
- 99A – 101A (Schwierig): Das sind „Park“-Rollen. Sie sind steinhart. Sie sind schnell. Mit ihnen kann man das Board seitlich „sliden“. Aber wenn man über einen Kieselstein fährt, spürt man das bis in die Zähne.
Industrierollen
In einer Druckmaschine oder einem Förderbandsystem:
- We Nutzen weicherer Gummi (60-70A) zum Greifen des Papiers oder der Schachtel.
- We Nutzen Härterer Gummi (90A) für Antriebsräder, die schwere Lasten tragen müssen, ohne sich zu verformen.
Wie man genau misst (Die Fallstricke)
Ich habe in der Werkstatt schon unzählige Streitereien erlebt, weil zwei Personen bei ein und demselben Bauteil unterschiedliche Ergebnisse erzielt haben.
Die Messung der Durometer-Temperatur ist bekanntermaßen sehr heikel. Hier erfahren Sie, wie es richtig geht.
1. Die Dickenregel
Eine dünne Gummiplatte kann man nicht messen.
Ist die Probe dünner als 6 mm (0.25 Zoll), durchdringt die Nadel das Gummi und spürt den harten Metalltisch darunter. Dadurch wird ein fälschlich hoher Messwert angezeigt.
Lösung: Schichten Sie das Material so lange übereinander, bis es dick genug ist.
2. Die Kantenregel
Messen Sie nicht am Rand. Das Gummi wölbt sich dort seitlich heraus und liefert einen fälschlich niedrigen Messwert. Messen Sie in der Mitte.
3. Die Zeitregel (Schleichen)
Gummi bewegt sich. Drückt man das Manometer herunter, springt der Zeiger auf eine Zahl (z. B. 75). Hält man es dort gedrückt, sinkt der Zeiger langsam ab (auf 72… 71…). Das nennt man Kriechen.
Die Norm ist es, den Messwert abzulesen. sofort (innerhalb von 1 Sekunde), sofern nicht anders angegeben.
4. Die Temperaturregel
Gummi wird bei Hitze weicher und bei Kälte härter.
Die Messung einer Dichtung direkt nach dem Herausnehmen aus der Heißformpresse liefert einen falschen Wert. Warten Sie, bis sie auf Raumtemperatur abgekühlt ist.
Häufig gestellte Fragen: Gängige Irrtümer & Schnelle Lösungen
Der Umrechnungsmythos: Shore A zu D
Die Frage: Kann ich Shore-A-Zahlen einfach in Shore-D-Zahlen umrechnen?
Die Wahrheit: Technisch können Sie Nutzen Eine Tabelle ist zwar vorhanden, aber letztlich nur eine Schätzung. Da die Eindringkörperformen völlig unterschiedlich sind (flacher Kegel vs. Spitze), stimmen die mathematischen Berechnungen selten vollständig überein. Im Allgemeinen gilt: 90 Shore A entspricht ungefähr 40 Shore DAber ich würde niemals meinen Job darauf verwetten.
Die Materialnamensfalle
Die Frage: Hat „Buna-N“ immer eine Härte von 70 Durometer?
Die Wahrheit: Absolut nicht.
„Buna-N“ (Nitril) ist einfach die chemische SchüsselEs liegt an den Zutaten. Man kann diese Zutaten zu einem Endprodukt mit einer Härte von 40, 50 oder 90 Shore A verarbeiten. Gehen Sie niemals davon aus, dass… Härte nur weil man das Material erkennt Namen.
Der Kampf um die Haltbarkeit: 70 gegen 90
Die Frage: Welche hält länger?
Die Wahrheit: Es basiert vollständig auf Missbrauch.
- Zum Abschaben (Abrieb): Die 90-Duro-Legierung gewinnt. Sie wirkt wie ein Schutzschild.
- Zum Schütteln (Vibration): Die 70-Duro-Stahlkonstruktion ist überlegen. Würde man starren 90-Duro-Stahl in eine vibrierende Motorhalterung einsetzen, würde er sofort brechen. Er muss sich biegen können, um zu halten.
Praxistest: Autoreifen
Die Frage: Wie hart ist der Reifen an meinem LKW?
Die Wahrheit: Geh zur Einfahrt hinaus. Dieses Profil ist typischerweise 60 bis 70 Ufer A..
Schaut man sich eine Formel-1-Strecke an, sieht man, dass die dort verwendeten Reifen (Slicks) deutlich weicher sind (40-50A). Deshalb haften sie so gut auf dem Asphalt, lösen sich aber schon nach 50 Kilometern auf.
Tiefgehende Einblicke & Links zu Experten
Für alle, die sich eingehender mit den Charts und Standards befassen möchten:
- Parker Hannifin: O-Ring-Handbuch
- Die absolute Bibel der Versiegelung. Kapitel 2 behandelt die Härte im Detail.
- ASTM International: ASTM D2240-Norm
- Das offizielle Verfahren zur Prüfung der Gummieigenschaften mit einem Durometer.
- MatWeb: Materialeigenschaftsdaten
- Schlagen Sie „Nitril 70“ und „Nitril 90“ nach, um die Unterschiede in der Zugfestigkeit zu sehen.
- Smooth-On: Anleitung zur Durometer-Skala
- Hervorragende visuelle Darstellung Anleitungen zum Vergleich der Gummihärte mit alltäglichen Werten Objekte.
