DE102013225235A1 - Method and device for testing the dynamic properties of an elastomer sample at low temperatures - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung dynamischer Eigenschaften einer Elastomerprobe bei tiefen Temperaturen. Bei einem solchen Verfahren wird die, bei einer tiefen Temperatur gut durchtemperierte Elastomerprobe einen definierten Zeitraum lang mit einer vorgegebenen Last beaufschlagt und vor und/oder nach Entfernen der Last eine Formänderung der Elastomerprobe bestimmt.The invention relates to a method for testing dynamic properties of an elastomer sample at low temperatures. In such a method, the well-tempered at a low temperature elastomer sample is applied for a defined period of time with a predetermined load and determined before and / or after removal of the load, a change in shape of the elastomer sample.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Prüfung dynamischer Eigenschaften einer Elastomerprobe mit tiefen Temperaturen sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for testing dynamic properties of a low-temperature elastomer sample and to a device for carrying out the method.
Zur Bestimmung der Eigenschaften eines Elastomers sind klassische Kennwerte bekannt, wie beispielsweine eine Shore-Härte nach
Die statischen Werte Glastemperatur, Tg und TR
Die Rückprallelastizität beschreibt zwar die Werkstoffdämpfung, jedoch ist dieses Verfahren nur für Raumtemperatur vorgesehen und es arbeitet mit einem Schlaghammer, dessen Rücksprunghöhe ausgewertet wird. Die Übertragung auf längerfristige Be- und Entlastungsperioden, wie sie an Kolbendichtungen und der Querkraft auftreten, ist nicht gesichert. Although the rebound resilience describes the material damping, but this method is intended only for room temperature and it works with a percussion hammer whose return height is evaluated. The transfer to longer-term loading and unloading periods, as they occur at piston seals and the lateral force is not secured.
Die dynamisch mechanische Thermoanalyse DMA/DMTA gibt einen umfangreichen Satz dynamischer Kennwerte bei verschiedenen Temperaturen und Anregungsfrequenzen, doch ist diese Untersuchung aufwändig und das Ergebnis gibt dem Anwender nicht unmittelbar eine anschauliche Antwort, wie rasch eine Elastomerprobe nach einer Auslenkung im kalten Zustand zurückfedert.The dynamic mechanical thermal analysis DMA / DMTA provides a comprehensive set of dynamic characteristics at different temperatures and excitation frequencies, but this study is laborious and the result does not immediately provide the user with a viable answer to how quickly an elastomer sample springs back after deflection in the cold state.
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Prüfung der dynamischen Eigenschaften einer Elastomerprobe anzugeben, bei welcher schnell und einfach festgestellt werden kann, wie bereitwillig sich die Elastomerprobe in Kälte noch verformen lässt und/oder wie zügig die Elastomerprobe nach Lastwegnahme aus eigener Kraft wieder zurückfedert.The invention is therefore based on the object of specifying a method and an apparatus for testing the dynamic properties of an elastomer sample, in which it can be quickly and easily determined how readily the elastomer sample can still be deformed in the cold and / or how quickly the elastomer sample after load removal springs back on its own.
Erfindungsgemäß ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass die, bei einer tiefen Temperatur gut durchtemperierte Elastomerprobe einen definierten Zeitraum lang mit einer vorgegebenen Last beaufschlagt und vor und/oder nach Entfernen der Last eine Formänderung der Elastomerprobe ausgewertet wird. Bei einer solchen Vorgehensweise lassen sich mit einem einfachen und kostengünstigen Verfahren die dynamischen Eigenschaften der Elastomerprobe bei tiefen Temperaturen schnell feststellen. According to the invention the object is achieved in that the well-tempered at a low temperature elastomer sample for a defined period of time applied to a predetermined load and before and / or after removal of the load, a change in shape of the elastomer sample is evaluated. With such a procedure, the dynamic properties of the elastomer sample at low temperatures can be quickly determined by a simple and inexpensive process.
Vorteilhafterweise wird bei Beaufschlagung der Elastomerprobe mit der Last eine erste Wegmessung während einem vorgegebenen ersten Zeitraum durchgeführt und nach Entfernen der Last in einem vorgegebenen zweiten Zeitraum eine zweite Wegmessung durchgeführt. Mittels dieser Wegmessung lassen sich die dynamischen Eigenschaften der Elastomerprobe bei tiefen Temperaturen sehr einfach und vielfältig auswerten. Advantageously, when the elastomer sample is subjected to the load, a first displacement measurement is carried out during a predetermined first time period, and a second displacement measurement is carried out after removal of the load in a predetermined second time period. By means of this displacement measurement, the dynamic properties of the elastomer sample at low temperatures can be evaluated very simply and in a variety of ways.
Vorteilhafterweise wird die Elastizität der Elastomerprobe aus der ersten und zweiten Wegmessung durch eine Auslenkgeschwindigkeit und/oder eine maximale Auslenkung und/oder eine Rückstellgeschwindigkeit und/oder eine Restverformung der Elastomerprobe bestimmt. Die Auslenkgeschwindigkeit ist abhängig von der Last und von der Steifigkeit und Zähigkeit der Elastomerprobe. Die maximale Auslenkung wird neben der Last, der Steifigkeit und Zähigkeit der Elastomerprobe auch von der Einwirkzeit der Last auf die Elastomerprobe bestimmt. Die Rückstellgeschwindigkeit der Elastomerprobe bestimmt, wie rasch das Elastomer aus einer Auslenkung in seine Ursprungsform zurückfedert. Die Restverformung ist ein Maß für eine verbleibende Verformung der Elastomerprobe nach der Auslenkung, welche nach einer angemessenen Wartezeit bestimmt werden kann, wenn keine Wegänderung mehr auftritt.Advantageously, the elasticity of the elastomer sample from the first and second displacement measurements is determined by a deflection speed and / or a maximum deflection and / or a return speed and / or a residual deformation of the elastomer sample. The deflection speed depends on the load and on the stiffness and toughness of the elastomer sample. In addition to the load, stiffness and toughness of the elastomer sample, the maximum deflection is also determined by the exposure time of the load to the elastomer sample. The recovery rate of the elastomer sample determines how fast the elastomer springs back from deflection to its original shape. Residual deformation is a measure of residual deformation of the elastomer sample after deflection, which can be determined after a reasonable waiting time when no path change occurs.
Eine Weiterentwicklung der Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, welches erfindungsgemäß durch einen zur Aufnahme der Elastomerprobe, mit einem flüssigen Medium gefüllten Behälter gekennzeichnet ist, wobei das flüssige Medium eine tiefe Temperatur aufweist und an dem Behälter ein Gestänge angeordnet ist, an welchem ein Gewicht zur Krafteinleitung in die Elastomerprobe positioniert ist und gleichzeitig an dem Gestänge eine Wegmesseinrichtung befestigt ist, die mit ihrem freien Ende an einen Stempel führt. Diese Vorrichtung ist konstruktiv sehr einfach, sichert aber trotzdem zuverlässige Ergebnisse über die dynamischen Eigenschaften der Elastomerprobe. A further development of the invention relates to a device for carrying out the method, which is characterized according to the invention by a container filled with a liquid medium for receiving the elastomer sample, wherein the liquid medium has a low temperature and to the container a linkage is arranged, on which a Weight is positioned to introduce force into the elastomer sample and at the same time a displacement measuring device is attached to the linkage, which leads with its free end to a stamp. This device is structurally very simple, but nevertheless ensures reliable results on the dynamic properties of the elastomer sample.
Die Erfindung lässt zahlreiche Ausführungsformen zu. Eine davon soll anhand der in der Zeichnung dargestellten Figuren näher erläutert werden. The invention allows numerous embodiments. One of them will be explained in more detail with reference to the figures shown in the drawing.
Es zeigen:Show it:
In
Anstelle des Elastomerringes
Voraussetzung für die Bestimmung der dynamischen Eigenschaften der Elastomerprobe
Nach dem Durchtemperieren der Elastomerprobe
Bei dieser Vorgehensweise lässt sich eine Kennlinie aufnehmen, welche Informationen aufweist, die in
Nach Entfernen des Gewichts
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Vorrichtung contraption
- 22
- Behälter container
- 33
- Gestänge linkage
- 44
- Hebel lever
- 55
- Gewicht Weight
- 66
- Wegmesseinrichtung displacement measuring system
- 77
- Befestigungseinheit fixing unit
- 88th
- Stempel stamp
- 99
- Elastomerprobe elastomer sample
- 1010
- Trägerelement support element
- 1111
- Temperatursensor temperature sensor
- 1212
- Normprüfplatte Normprüfplatte
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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ISO 2921 |
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US11333571B2 (en) | 2019-08-12 | 2022-05-17 | Dalian University Of Technology | Dynamic seal test device for cryogenic fluid medium |
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Legal Events
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