Prüfung von weichelastischen Schaumstoffen
Weichelastische Schäume dienen in erster Linie dem Komfort. Die herausragenden Eigenschaften sind Dämpfung und Isolation. Technische Schäume werden für Matratzen, Sitzkissen in Möbeln und Fahrzeugsitzen, sowie für diverse andere Aufgaben der thermischen und akustischen Isolation eingesetzt. Weitere Anwendungsgebiete für weichelastische Schäume sind unter anderem Filter, Verpackungen, Dichtungen und Schwämme.
Die Prüfverfahren sind in einer Reihe von ISO-Normen sowie in der ASTM D 3574 festgelegt. Die Sitzkissen und Rückenlehnen für Fahrzeugsitze werden in der Regel nach Firmennormen geprüft, die von den OEM der Automobilindustrie festgelegt wurden. Auch für die Alterungsversuche gibt es eine Reihe von speziellen Prüfmethoden, die nicht in der internationalen Normung erfaßt sind.
Zwick ist weltweit führend in diesem Prüfbereich. Die C-Rahmen Prüfmaschinen ermöglichen eine bequeme Prüfung von großen Schaumstoffteilen. Die testXpert Software für Schaumstoffprüfung deckt alle Anforderungen zur Bestimmung der Stauchhärte, Eindrückhärte, Druckeigenschaften, Zugfestigkeit und Weiterreißeigenschaften ab.
Eine spezielle elektromechanische Prüfmaschine kann sowohl für die statischen Prüfungen als auch für den Dauerschwingversuch zur Ermittlung des Dicken- und Härteverlustes eingesetzt werden.
Darüber hinaus liefert Zwick Einrichtungen für die Probenvorbereitung, Messung der Rohdichte, Rückprallelastizität und Shore-Härte.
Für Fahrzeugsitze und Matratzen ist die Eindrückhärte einer der wichtigsten Kennwerte, mit denen die Qualität, zum Beispiel der Sitzkomfort, beschrieben wird. Diese Formteile werden üblicherweise nach DIN 53579-1 geprüft. In der Sitzkissenprüfung werden die Proben zur Prüfung in speziell geformte Matrizen eingelegt.
Für größere Formschäume wurde bei Zwick 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.
Die moderne Meß- und Steuerelektronik testControl ermöglicht adaptive Weg- und Kraftregelungsfunktionen. Dies ist insbesondere bei Hystereseversuchen sowie bei der Bestimmung des Komfortwertes nach Volkswagen PV 3410 von Vorteil, um die Endpositionen der Zyklen exakt und mit konstanter Geschwindigkeit anzufahren.
Die Prüfung von Blockschäumen ist in der ISO 2439 und der ASTM D 3574 genormt. Die Probengröße von 380 x 380 mm erlaubt den Einsatz von Zwick Standardmaschinen. Diese Maschinen sind mit einer Funktion zur Steifigkeitskompensation des Lastrahmens ausgestattet, die eine sehr genaue Messung der Eindrücktiefe ermöglicht.
Für die Software testXpert steht eine komplette Programmbibliothek zur Verfügung, die alle relevanten DIN, ISO und ASTM Normen abdeckt. Weiterhin gibt es viele fertig vorbereitete Standard-Prüfvorschriften, die nach den Werksnormen der Automobilhersteller Volkswagen Gruppe, DaimlerChrysler, BMW, GM, PSA-Gruppe, Ford und anderer namhafter Firmen erstellt sind. | |
In dieser Prüfung wird die Probe auf ihrer gesamten Oberfläche „gestaucht“. Die Proben haben einen quadratischen Querschnitt von 50 oder 100 mm.
In der Regel besteht die Prüfung aus 3 Vorbelastungszyklen, gefolgt von einem Meßzyklus, in dem die Kennwerte ermittelt werden. Varianten dieser Methode sind in verschiedenen Werksvorschriften beschrieben.
Mit einer Waage, die mit dem PC der Prüfmaschine verbunden ist, kann der Prozeß der Rohdichtemessung in den Prüfablauf integriert werden. | |
Zugeigenschaften und Weiterreißfestigkeit
Die Probenkörper für diese Prüfungen werden üblicherweise aus dem fertigen Teil oder einer Platte entnommen. Dafür bietet Zwick Schneidpressen mit normgerechten Schneidmessern an. Wichtig ist dabei, daß die Schneidmesser mit einem Auswerfer versehen sind, um eine Verletzungsgefahr bei der Entnahme der Probekörper zu vermeiden.
Zum Einspannen der Probekörper stehen verschiedene pneumatische oder mechanische Probenhalter zur Verfügung.
Für die Messung der Bruchdehnung liefert Zwick mechanische und optische Langwegaufnehmer. | |
Im Dauerschwingversuch wird das Langzeitverhalten eines Schaums unter konstanter mechanischer Belastung geprüft. Dies entspricht zum Beispiel der Belastung eines Fahrzeugsitzes während der Fahrt.
Dieser Versuch ist in der ISO 3385 und in mehreren Werksnormen beschrieben. Gemessen wird zunächst die Eindrückhärte und Probendicke am unbelasteten Sitzkissen. Im zweiten Schritt wird der Schaum mehrere zehntausend Mal belastet. Diese Belastung kann bei Normalklima oder unter festgelegten Feuchte- und Temperaturbedingungen ablaufen. Nach der Dauerbelastung und nach Ablauf einer Wartezeit wird die Probendicke und Stauchhärte erneut gemessen. Die Ergebnisse sind Härteverlust und Dickenverlust.
Für diese Prüfung gibt es bei Zwick eine elektromechanische Prüfmaschine, die entsprechend hohe Belastungsgeschwindigkeiten erlaubt. Diese Prüfmaschine kann sowohl für die Bestimmung der Eindrück- und Stauchhärte, als auch für die Dauerschwingbelastung eingesetzt werden. | |
Diese Prüfung ist in der ISO 8307, sowie in vielen Werksnormen festgelegt. Das von Zwick gelieferte Gerät verfügt über eine Lichtschranke zum automatischen Erfassen der Rücksprunghöhe und damit der Rückprall-Elastizität. Die Meßergebnisse können von der Elektronik über eine Schnittstelle an einen PC übertragen werden. | |
