DD156203A1 - Verfahren und vorrichtung zur pruefung des vulkanisationszustandes von gummierzeugnissen - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Pruefung des Vulkanisationszustandes von Gummierzeugnissen, wobei eine Anwendung bei allen dickwandigen Gummierzeugnissen moeglich ist. Ueber die Moeglichkeit der Messung des Vulkanisationszustandes an einer beliebigen Stelle des Erzeugnisse ist ein Einfluss auf die Qualitaetserhoehung bei gleichzeitigem optimalem Energie- und Grundmitteleinsatz zu schaffen. Gemaess Erfindung wird die relative Spannungsrelaxation durch Einbringen eines Stempels mit definierter Geschwindigkeit ueber einen definierten Weg ermittelt, wobei die auftretenden Kraefte ermittelt werden.
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung des Vulkanisationszustandes ,von., Gummierz eu finis sen
iet_der___Erf indun^
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung des Vulkanisationszustandes von Gummierzeugnissen, wobei eine Anwendung bei allen dickwandigen Gummierzeug nissen möglich ist.
Charakteristik der bekannten technischen Lösungen
Die zur Prüfung von Gummi bekannten Verfahren benötigen in der Regel einen Probekörper mit endlichen Abmessungen. Eine Ausnahme bildet hierbei die Prüfung mit dem Shorehärtemesser, für die eine Fläche geeigneter Abmessungen benötigt wird. Um Prüfungen an einem Gummierzeugnis durchführen zu können, müssen entsprechend geformte Probekörper aus diesem Erzeugnis herausgeschnitten werden· Bei dickwandigen Erzeugnissen ist hierbei nicht zu vermeiden, daß infolge der Ungleichmäßigkeit des Vulkanisationsgrades durch die nichtisotherme Vulkanisation auch die su prüfenden Probekörper ungleichförmig vulkanisiert sind, Wegen der starken Abhängigkeit der zu prüfenden Vulkanisateigenschaften vom Vulkanisationsgrad lassen sich mit Hilfe der bekannten Methoden lediglich ir-
gendwelche Mittelwerte ermitteln.
Eine Beurteilung der Vulkanisateigenschaften an irgend einem definierten Ort in einem Erzeugnisquersohnitt ist nicht möglich· 3ezogen auf Kfz-Reifen ist es demnach auch nicht möglich, die Verteilung des Vulkanisationsgrades in einem Beifenquerschnitt zu ermitteln. Andererseits sind derartige Ermittlungen für die Beurteilung der Vulkanisationsregime oder zur Beurteilung der örtlichen Verteilung der Vulkanisationsmittel im Erzeugnis: von großer Bedeutung.
Ziel der Erfindung
Ziel der Erfindung ist. die Entwicklung von Verfahren und Vorrichtung zur Prüfung des Vulkanisationszustandes von Gummierzeugnissen als Mittel zur Qualitätserhöhung und des optimalen Energie- und G-rundmitteleinsatzes.
Darlegung des Y/esens der Erfindung
Aufgabe der Erfindung ist es, eine günstige Möglichkeit zur Messung des Vulkanisationszustandes eines Gummierzeugnisses an einer beliebigen. Stelle zu schaffen, Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, nach dem zur Ermittlung des Vulkanisationsgrades am Meßort die in einer definierten Zeit, insbesondere 30 Sekunden, erhaltene relative Spannungsrelasation durch das Einbringen eines vorzugsweise zylindrischen Stempels: mit definierter Geschwindigkeit über einen definierten Weg ermittelt wird, und das Messen der hierzu erforderlichen Kraft über der Zeit erfolgt, und die resultierende Sestkraft durch die bei Beendigung der Deformation auftratende maximale Kraft geteilt wird. Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Durchführung des Ver-
fahrens besitzt einen Stempel, der mit definierter Geschwindigkeit in Richtung des Probekörpers bewegbar ist, und dem eine Kraftmeßeinrichtung sowie eine Einrichtung zur Zeitmessung der Stempelbewegung zugeordnet sind·
Ausführungsbeis-piel
Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbeispieles näher erläutert werden·
Ein vorzugsweise zylindrischer Meßstempel wird mit konstanter Geschwindigkeit um einen definierten Betrag am Meßort in den Erzeugnisquerschnitt eingedrückt» Mittels eines registrierenden Meßgerätes wird die hierbei am Meßstempel auftretende Kraft in Abhängigkeit von der Zeit als Kurve .registriert. Die Kraft-Zeitkurve hat die in der Abb· dargestellte Form. Bei Beendigung der Bewegung des Stempels erreicht die. Kraft einen maximalen Spitzenwert S · In der Folgezeit sinkt die Kraft infolge der Spannungsrelaxation nach einem speziellen Zeitgesetz bis zu einem konstanten Gleichgewichtswert Элл«
oo
Für Routinemessungen genügt die Messung von zwei Zeitwerten der Kraft, z» B» der Maximalwert sofort nach Beendigung der Deformation und der (kleinere) Wert nach 30 Sekunden S , bzw· S~ · Mit zunehmender Vernetzung durch die "Vulkanisation wachsen beide Werte bis zu einem Maximalwert und sinken anschließend im Fall von Mischungen, die reversionsempfindlich sind bis auf einen Grenzwert* Trägt man S gegen S~ für konstanten Vernetzungsgrad auf, so erhält man eine Gerade:
S = а + b.S~ о jo
Entlang dieser Geraden variiert der Vulkanisationsgrad· Der untere Grenzpunkt mit den Koordinaten S^°'und S 20 entsnricht der nichtvulkanisierten Rohmischung, der obere Grenzpunkt mit den Koordinaten S^und ^ ^q dem vo11 ausge-
heizten Vulkanisat·
Es ist üblich, den Vulkanisationsgrad durch folgenden Ausdruck zu charakterisieren.:
S s(ra) _ s(o) s(m) Co) ' ^ S Ч S о S о S 3o ^ S 3o
In einem Erzeugnis z, B9 Reifen-Querschnitt, sind Absolut— messungen der Eindringkraft bei konstanter Eindringtiefe wegen der unvermeidlichen Oberflächenrauhigkeiten und Welligkeiten schwierig durchzuführen» Ein weiterer Unsicherheitsfaktor für derartige Messungen stellen die "Randeffekte" dar, welche die Messwerte stark verfälschen können· Erfindungsgemäß lassen sich diese Schwierigkeiten vermeiden, wenn man der Ermittlung des Vulkanisationsgrades den Rela— tivwert S30/s 0 zugrunde legt. Dieser Wert ist streng unabhängig von der Eindringtiefe, von der Stempelgeometrie und damit von der Deformation, er wird auch durch die Randeffekte nicht beeinflußt« Auf Basis dieses Wertes S^q/Sq = Ез läßt sich ebenfalls eine für den Vernetzungszustand charakteristische Funktion FR definieren :
Cm) _ ECo) 3o K 3o
Zwischen P3 und IV., die in den Grenzwerten für die Rohmischung und das voll ausgeheizte Vulkanisat übereinstimmen, gilt folgende Beziehung: ^n
A - F13(A-I)
Im praktischen Versuch ergaben sich beispielsweise folgende V/erte:
Es wurde ein Eindringstempel von 1 mm 0, eine Deformationsgeschwind igke it von 10 mm/sek und ein Eindringweg von 1 mm angewendet·
Die; Messungen wurden an verschieden vulkanisierten Probekörpern aus einer üblichen Reifenlaufflächenmischung durchgeführt ·
An der Rohmischung bzw, dem voll ausgeheizten Vulkanisat wurden folgende. Vferte ermittelt:
= 0,883 N S^ = 5,032 N sty = 0,146 N S^'= 4,408 N * о ' 3o * 3-0 *
A - 5,032/0,883 = 5,7
Sn - 0,883 S-n - 0,146
| J. _ _____ | 49 | ,165 | 4,262 | 0 | 5,7 - | 4,7 | •FR | *s | ,123 |
| R30 | - 0 | 0 | 0 | ,396 | |||||
| 711 | S N 0 | 0 | 0 | ,585 | |||||
| Heizzeit min/1500C | 1,393 | S- N Зо | 0 | R3o | ч | 0 | ,711 | ||
| 6 | 2,526 | 0,670 | 0 | ,481 | 0 | ,444 | 0 | ,803 | |
| 8 | 3,310 | 1,834 | 0 | ,726 | 0 | ,789 | 0 | ,837 | |
| 10 | 3,845 | 2,638 | 0 | ,797 | 0 | ,889 | 0 | ,865 | |
| 12 | 4,215 | 3,188 | 0 | ,829 | 0 | ,934 | 0 | ,888 | |
| 14 | 4,356 | 3,570 . | 0 | ,847 | 0 | ,959 | 0 | ,907 | |
| 15 | 4,472 | 3,715 | 0 | ,853 | 0 | ,967 | 0 | ,000 | |
| 16 | 4,567 | 3,832 | ,857 | 0 | ,973 | 1 | |||
| η | .4,646 | 3,928 | ,860 | 0 | ,978 | ||||
| 18 | 5,032 | 4,010 | ,863 | 0 | ,982 | ||||
| 60 (max | О | 4,408 | ,876 | 1 | ,000 | ||||
Die Abhängigkeit R- = f(Fg ) ist charakteristisch für das Mis chungs sys tem·
In Kenntnis dieser Abhängigkeit kann man aus einer gezeichneten Kurve zu den gemessenen R~ - Werten den durch F3 definierten Vulkanisationsgrad und mit Hilfe der bei einer Vulkanisationstemperatur von 1500C mit einem Vulkameter registrierten Standardisotherme die entsprechende Vulkanisationszeit, die sogenannte Äquivalenzheizzeit, entnehmen· Durch Messungen in einem Erzeugnisquerschnitt erhält man so die örtliche Verteilung der Vulkanisationsgrade bzw. der Aquivalenzheizzeiten*
Claims (2)
1· Verfahren zur Prüfung des Vulkanisationszustandes von Gummierzsugnissen, gekennzeichnet dadurch, daß zur Ermittlung des Vulkanisationsgrades am Meßort die in einer definierten. Zeit, insbesondere 30 Sekunden, erhaltene relative Spannungsrelaxation (^) durch das Einbringen eines vorzugsweise zylindrischen Stempels mit definierter Geschwindigkeit über einen definierten Weg ermittelt wird und das Messen der hierzu erforderlichen Kraft über der Zeit erfolgt, und die resultierende Eestkraft durch die bei Beendigung der Deformation auftretende maximale Kraft geteilt wird»
2«. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß ein Stempel mit definierter Geschwindigkeit in Richtung des Probekörpers bewegbar ist, und dem Stempel eine ICraftmeßeinrichtung sowie eine Einrichtung zur Zeitmessung der Stempelbewegung zugeordnet sind ·
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD22748581A DD156203A1 (de) | 1981-02-09 | 1981-02-09 | Verfahren und vorrichtung zur pruefung des vulkanisationszustandes von gummierzeugnissen |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DD22748581A DD156203A1 (de) | 1981-02-09 | 1981-02-09 | Verfahren und vorrichtung zur pruefung des vulkanisationszustandes von gummierzeugnissen |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DD156203A1 true DD156203A1 (de) | 1982-08-04 |
Family
ID=5528990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DD22748581A DD156203A1 (de) | 1981-02-09 | 1981-02-09 | Verfahren und vorrichtung zur pruefung des vulkanisationszustandes von gummierzeugnissen |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DD (1) | DD156203A1 (de) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4109696A1 (de) * | 1991-03-23 | 1992-09-24 | Parker Praedifa Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des vulkanisationsgrades von elastomeren |
-
1981
- 1981-02-09 DD DD22748581A patent/DD156203A1/de not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4109696A1 (de) * | 1991-03-23 | 1992-09-24 | Parker Praedifa Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum bestimmen des vulkanisationsgrades von elastomeren |
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