EPDM-Schaum-Kompressionsverformung im Vergleich zum Kompressionsrest | AITO

Eine EPDM-Schaumdichtung kann sich in der Hand weich anfühlen und dennoch zu viel Kraft erfordern, um ein Gehäuse zu schließen.

Ein anderes Material lässt sich im Neuzustand leicht komprimieren, erholt sich jedoch nicht mehr gut, wenn es über einen längeren Zeitraum komprimiert bleibt.

Dabei handelt es sich um unterschiedliche Materialauswahlprobleme.

Für Dichtungskäufer und Konstrukteure beschreiben die Druckverformung , der Druckverformungsrest und die Spannungsrelaxation von EPDM-Schaum verschiedene Teile des Materialverhaltens. Die Betrachtung nur einer Zahl kann dazu führen, dass der falsche Schaumstoff ausgewählt wird.

Ein sinnvoller Vergleich sollte daher drei separate Fragen beantworten:

Keiner dieser Werte sollte ohne die Testbedingungen ausgewertet werden.

Was ist die Druckbiegung von EPDM-Schaum?

Die Kompressionsverformung beschreibt, wie viel Druck erforderlich ist, um den Schaum um einen bestimmten Prozentsatz seiner ursprünglichen Dicke zu komprimieren.

Beispielsweise kann ein Lieferant Druckbelastungen melden bei:

• 10 % Komprimierung

• 25 % Komprimierung

• 30 % Komprimierung

• 50 % Komprimierung

Der Prozentsatz zählt.

Ein Material, das bei einer Kompression von 25 % relativ wenig Druck erfordert, kann sich bei einer Kompression von 50 % ganz anders verhalten.

Dies ist besonders wichtig, wenn die Dichtung zwischen zwei Oberflächen mit ungleichmäßigem Spalt eingebaut wird.

Warum ist die Kompressionsverformung für eine Dichtung wichtig?

Stellen Sie sich ein Gehäuse vor, bei dem eine Schaumstoffdichtung zwischen einem Deckel und einem Metallgehäuse sitzt.

Wenn der Schaum zu fest ist, kann zum Schließen des Deckels übermäßiger Kraftaufwand erforderlich sein.

Mögliche Ergebnisse sind:

• Panelverzerrung

• Verformung des Kunststoffgehäuses

• Übermäßige Belastung der Befestigungselemente

• Schwierige Montage

• Inkonsistenter Abschluss

• Hohe Belastung im Bereich der Scharniere oder Clips

Ist der Schaum zu weich, kann das gegenteilige Problem auftreten.

Möglicherweise wird nicht genügend Kontaktkraft gegen die Passflächen erzeugt, um Unregelmäßigkeiten auszugleichen oder die beabsichtigte Abdichtung aufrechtzuerhalten.

Das Ziel besteht also nicht einfach darin, den weichsten Schaumstoff zu wählen.

Ziel ist es, einen geeigneten Kompressionsbereich für die tatsächliche Baugruppe zu ermitteln.

Eine einfache Möglichkeit, die Schaumkompressionslast abzuschätzen

Angenommen, ein hypothetischer Schaum meldet eine Druckspannung von:

5 kPa

bei der vorgesehenen Komprimierung.

Wenn die nominale komprimierte Dichtungsfläche beträgt:

0,01 m²

eine vereinfachte Rechnung ergibt:

5.000 N/m² × 0,01 m² = ca. 50 N

Dies kann eine erste Abschätzung der Schaumkompressionsbelastung ermöglichen.

Sie entspricht jedoch nicht der gemessenen Kraft, die zum Schließen des fertigen Gehäuses erforderlich ist.

Die tatsächliche Montagekraft kann außerdem beeinflusst werden durch:

• Dichtungsgeometrie

• Eckdesign

• Reibung

• Klebstoff

• Ungleichmäßige Lücken

• Gehäusesteifigkeit

• Befestigungspositionen

• Lokale Überkomprimierung

Bewerten Sie bei wichtigen Projekten den Schaum im tatsächlichen Gehäuse, anstatt sich nur auf einen Laborwert zu verlassen.

Ein Kompressionspunkt reicht oft nicht aus

Ein gemeinsames Zitat darf nur Folgendes enthalten:

Druckverformung bei 25 %

Diese Zahl ist nützlich, beschreibt jedoch möglicherweise nicht die tatsächliche Installation des Kunden.

Angenommen, die Dichtungsdicke beträgt 10 mm.

Aufgrund von Fertigungstoleranzen kann der Einbauspalt zwischen 6 mm und 8,5 mm variieren.

Der Schaumstoff kann daher im selben Gehäuse sehr unterschiedliche Kompressionsgrade erfahren.

In dieser Situation ist es sinnvoller, Komprimierungsdaten über den erwarteten Betriebsbereich anzufordern.

Eine praktische Bitte wäre:

Bitte geben Sie die Druckspannung bei der minimalen, nominalen und maximalen installierten Kompression zusammen mit der Testmethode, der Probendicke und den Konditionierungsbedingungen an.

Das stellt für den Lieferanten eine echte technische Frage dar, anstatt einfach nach einem „weichen EPDM-Schaum“ zu fragen.

Was ist Kompressionsrest?

Der Druckverformungsrest bewertet, wie gut sich ein Material erholt, nachdem es über einen bestimmten Zeitraum komprimiert und dann freigegeben wurde.

Dies ist besonders relevant, wenn die Dichtung:

• Bleibt über lange Zeiträume komprimiert

• Wird wiederholt geöffnet und geschlossen

• Erhöhte Temperaturen

• Muss sich nach der Wartung oder Instandhaltung erholen

Ein niedrigerer Druckverformungsrest weist im Allgemeinen auf eine geringere bleibende Verformung unter den angegebenen Testbedingungen hin.

Aber die Testbedingungen sind entscheidend.

Ein Wert für den Druckverformungsrest sollte idealerweise begleitet sein von:

• Komprimierungsprozentsatz

• Testdauer

• Testtemperatur

• Probendicke

• Erholungszeit

• Testmethode

Ohne diese Angaben sind zwei Prozentsätze möglicherweise nicht direkt vergleichbar.

Beispielsweise sollte ein nach Kompression bei Raumtemperatur gemessenes Ergebnis nicht automatisch mit einem anderen Ergebnis verglichen werden, das nach längerer Exposition bei erhöhter Temperatur gemessen wurde.

Kompressionsrest ist keine Spannungsentspannung

Diese beiden Eigenschaften werden oft verwechselt.

Beim Druckverformungsrest geht es um die Wiederherstellung der Form nach Wegnahme der Belastung.

Bei der Spannungsentspannung geht es darum, die Kraft beizubehalten, während der Schaum komprimiert bleibt.

Stellen Sie sich eine Dichtung vor, die installiert und nie geöffnet wird.

Selbst wenn der Schaum zwischen den beiden Oberflächen physikalisch komprimiert bleibt, kann die von ihm ausgeübte Rückstoßkraft allmählich abnehmen.

Dieser Kraftverlust ist Stressentspannung.

Für eine langfristige statische Dichtung kann dieses Verhalten wichtig sein, da die Aufrechterhaltung des Anpressdrucks ebenso wichtig sein kann wie die Dimensionswiederherstellung.

Fragen Sie bei kritischen Dichtungsanwendungen nach, ob relevante Daten zur Krafterhaltung oder Spannungsrelaxation verfügbar sind, anstatt sich nur auf den Druckverformungsrest zu verlassen.

Kompressionsverformung vs. Kompressionsrest

Eine einfache Möglichkeit, sich den Unterschied zu merken, ist:

Druckverformung:

Wie schwer lässt sich der Schaum komprimieren?

Kompressionsrest:

Wie gut erholt es sich nach der Komprimierung?

Stressentspannung:

Wie viel Dichtkraft bleibt erhalten, während es komprimiert bleibt?

Diese drei Messungen beantworten unterschiedliche Fragen.

Ein Schaumstoff mit gutem Druckverformungsrest ist nicht automatisch der am einfachsten zu komprimierende Schaumstoff.

Ebenso ist ein sehr weicher Schaumstoff nicht automatisch das beste Langzeit-Dichtungsmaterial.

Dichte ist nicht dasselbe wie Festigkeit

Schaumkäufer verwenden die Dichte oft als Abkürzung für die Härte.

Zum Beispiel:

90 kg/m³ müssen fester sein als 65 kg/m³.

Diese Annahme ist nicht immer zuverlässig.

Die Dichte misst die Masse pro Volumeneinheit.

Die Druckverformung misst den Druckwiderstand des Materials.

Formulierung, Zellstruktur, Vernetzung und Herstellungsbedingungen können dazu führen, dass Materialien mit ähnlicher Dichte unterschiedliche Kompressionsreaktionen aufweisen.

Ebenso können zwei Materialien mit unterschiedlicher Dichte manchmal ähnliche Kompressionskräfte erzeugen.

Für die Dichtungsauswahl ist ein EPDM-Schaumstoff sollte daher anhand tatsächlicher Kompressionsdaten und nicht allein anhand der Dichte bewertet werden.

Offenzelliges oder geschlossenzelliges EPDM?

Die Zellstruktur ist ein weiterer wichtiger Auswahlfaktor.

Offenzelliger EPDM-Schaum kann in Betracht gezogen werden, wenn das Projekt Folgendes erfordert:

• Weiche Anpassungsfähigkeit

• Geringe Schließkraft

• Lückenfüllung

• Akustische Absorption

• Luftdurchlässigkeit bei geeigneten Anwendungen

Zum Beispiel ein Eine offenzellige EPDM-Schaumprobe kann getestet werden, wenn niedrige Kompressionskraft und Anpassungsfähigkeit Priorität haben.

Geschlossenzelliges EPDM kann in Betracht gezogen werden, wenn die Anwendung eine andere Dichtungsstruktur, Feuchtigkeitsbeständigkeit oder eine geringere Durchlässigkeit erfordert.

Die Wahl eines geschlossenzelligen Materials garantiert jedoch nicht automatisch, dass das fertige Gehäuse wasser- oder staubdicht ist.

Die Leistung hängt auch ab von:

• Dichtungsgeometrie

• Komprimierungsstufe

• Gelenke

• Ecken

• Ebenheit der Oberfläche

• Befestigungselemente

• Klebstoff

• Montagedesign

Das fertige Gehäuse sollte auf Systemebene validiert werden, wenn eine bestimmte Dichtigkeitsklasse erforderlich ist.

Welche Informationen sollten Sie an den Schaumstofflieferanten senden?

Anstatt nur zu senden:

Benötigt wird weicher EPDM-Schaum, 10 mm dick.

sorgen für die Arbeitsbedingungen.

Zu den nützlichen Informationen gehören:

1. Nenndicke der Dichtung

2. Minimaler und maximaler Installationsspalt

3. Dichtungsbreite

4. Dichtungsform oder Zeichnung

5. Verfügbare Schließkraft

6. Erwarteter Komprimierungsprozentsatz

7. Kontaktfläche

8. Betriebstemperatur

9. Wasser-, Öl-, UV- oder chemische Einwirkung

10. Ob sich das Gelenk wiederholt öffnet

11. Erforderliche Lebensdauer

12. Erforderlicher Prüfstandard

13. Anforderung an die Kleberückseite

14. Jährliche Menge

Bei einem Gehäuse mit variablen Lücken könnte eine nützliche Anfrage lauten:

Der geschlossene Spalt variiert über das Gehäuse hinweg. Wir benötigen eine EPDM-Schaumdichtung, die an der größten Lücke in Kontakt bleibt, ohne an der kleinsten Lücke eine übermäßige Schließkraft zu erzeugen. Bitte empfehlen Sie Beispielqualitäten und stellen Sie vergleichbare Kompressionsdaten bereit.

Dadurch erhält der Lieferant genügend Informationen, um relevante Materialien vorschlagen zu können.

Wie sollten zwei EPDM-Schaumproben verglichen werden?

Verwenden Sie nach Möglichkeit die gleichen Testbedingungen.

Eine nützliche Vergleichstabelle kann Folgendes umfassen:

Wenn Lieferanten unterschiedliche Methoden oder Testbedingungen verwenden, halten Sie die Ergebnisse getrennt, anstatt sie als direkt gleichwertig zu behandeln.

Häufig gestellte Fragen

Ist eine geringere Kompressionsverformung immer besser?

NEIN.

Eine geringere Kompressionskraft kann nützlich sein, wenn ein Gehäuse leicht ist oder nur über eine begrenzte Befestigungskraft verfügt. Die Dichtung benötigt jedoch immer noch genügend Anpressdruck, um Oberflächenunregelmäßigkeiten auszugleichen und die Dichtungsanforderungen der Anwendung zu erfüllen.

Der beste Wert hängt von der Baugruppe ab.

Was ist ein guter Druckverformungsrest-Prozentsatz für EPDM-Schaum?

Es gibt keinen einzigen Prozentsatz, der für jede Anwendung richtig ist.

Ein Ergebnis muss zusammen mit dem Kompressionsgrad, der Temperatur, der Dauer, der Erholungszeit und der Testmethode ausgewertet werden.

Eine Spezifikation sollte daher sowohl das Zielergebnis als auch die Bedingungen, unter denen es gemessen wird, definieren.

Kann ich EPDM-Schaum nur nach Dichte auswählen?

NEIN.

Die Dichte ist zur Identifizierung einer Materialqualität nützlich, sie bestimmt jedoch nicht eindeutig die Kompressionskraft, die Erholung oder das langfristige Dichtungsverhalten.

Kompressionsdaten sollten separat ausgewertet werden.

Soll ich eine Druckverformung von 25 % oder 50 % beantragen?

Fordern Sie Daten mit Komprimierungsstufen an, die für die tatsächliche Installation relevant sind.

Wenn die Dichtung aufgrund von Spaltschwankungen bei etwa 15 % bis 40 % Kompression betrieben werden kann, sind Daten, die nur bei 50 % Kompression vorliegen, möglicherweise nur von begrenztem Wert für die Konstruktion.

Garantiert ein guter Druckverformungsrest eine langfristige Abdichtung?

NEIN.

Der Kompressionsrest gibt die Erholung nach Komprimierung und Freigabe an.

Eine langfristige Abdichtung kann auch von der Spannungsrelaxation, der Alterung durch Umwelteinflüsse, der Dichtungsgeometrie, der Klebeleistung und dem Baugruppendesign abhängen.

Fügen Sie die Arbeitslücke in die Spezifikation ein

Bei Dichtungsprojekten sind „weich“, „mittel“ und „hart“ keine genauen technischen Spezifikationen.

Die nützlichste Information ist der tatsächliche Arbeitsbereich:

minimaler Spalt → nominaler Spalt → maximaler Spalt

kombiniert mit der verfügbaren Schließkraft und der erforderlichen Dichtleistung.

Dadurch ist es möglich, Materialien anhand ihrer Funktion im fertigen Produkt zu vergleichen, anstatt sie allein nach Berührung oder Dichte auszuwählen.

Senden Sie AITO Foam Ihre Dichtungszeichnung, den Spaltbereich und die Betriebsbedingungen, um geeignete EPDM-Schaummuster zu besprechen.

Das endgültige Material sollte in der tatsächlichen Montage genehmigt werden und die vereinbarten Testbedingungen sollten in der Kaufspezifikation beibehalten werden, damit zukünftige Produktionschargen konsistent verglichen werden können.

Technische Referenzen

• ASTM D1056 – Flexible Zellmaterialien: Schwamm oder expandierter Gummi

• ASTM D395 – Gummieigenschaft: Druckverformungsrest

• ISO 3384 – Gummi, vulkanisiert oder thermoplastisch: Bestimmung der Spannungsrelaxation bei Kompression