Druckverformungsrest (Compression Set – CS)
Der Druckverformungsrest weicher Werkstoffe wie Elastomere ist die dauerhafte Verformung, die verbleibt, wenn eine angewendete Kraft entfernt wird. Da Elastomere im Laufe der Zeit verdichtet werden, verlieren sie die Fähigkeit, zu ihrer ursprünglichen Dicke zurückzukehren. Bei der Druckverformungsrestprüfung wird die Fähigkeit des Werkstoffs gemessen wieder zu seiner ursprünglichen Dicke zurückzukehren, nachdem eine Druckkraft mit einer festgelegten Verformung und Temperatur angewendet wurde.
Bedeutung
Die Druckverformungsrestwerte sind für die Bestimmung des geeigneten Elastomerwerkstoffs von Bedeutung. So kann z.B. bei einer Bautenschutzmatte die Fähigkeit zum Schutz vor versehentlichem Herunterfallen eines Geräts beeinträchtigt werden, wenn der CS-Wert höher ist. Der Druckverformungsrest ist für die Abdichtung von wesentlicher Bedeutung, d.h. je besser der CS-Wert, desto besser die langfristige Dichtleistung.
Messung des Druckverformungsrests
Zusammengefasst lässt sich feststellen: ein Werkstoff mit einem Druckverformungsrest von null, kehrt zu 1005 seiner ursprünglichen Dicke zurück, ein Werkstoff mit einem von 100%, kehrt überhaupt nicht zur seiner ursprünglichen Dicke zurück.
Der Druckverformungsrest (ASTM D395) eines Werkstoffs wird anhand einer oder zwei Testmethoden bestimmt: Druckverformungsrest A und Druckverformungsrest B.
Testmethode A
Bei einem Druckverformungsrest bei konstanter Kraft in Luft wird für eine festgelegte Zeit und bei einer bestimmten Temperatur eine Kraft von 1,8 kN auf den Prüfkörper angewendet.
Testmethode B
Bei einem Druckverformungsrest bei konstanter Ablenkung in Luft wird für eine festgelegte Zeit und bei einer bestimmten Temperatur eine Kraft auf den Prüfkörper angewendet, die ihn auf 25% seiner Originalhöhe zusammendrückt.
Die Druckverformungsreste A und B sind als Prozentsätze der ursprünglichen Dicke des Prüfkörpers unter Normbedingungen über einen Zeitraum von 30 Minuten definiert.
Die Prüfung von O-Ringen bezüglich des Druckverformungsrests erfolgt anhand der entsprechenden ASTM D1414 B-Methode.
Berechnung des Druckverformungsrests
Die Berechnung des Druckverformungsrests erfolgt mittels einer Gleichung, die für jede der Testmethoden spezifisch ist.
Testmethode A
CA, der Druckverformungsrest A, wird wie folgt berechnet: CA = [(to – ti) / to] * 100 wobei to die ursprüngliche Dicke des Prüfkörpers und ti die Dicke des Prüfkörpers nach der Prüfung ist.
Testmethode B
CB, der Druckverformungsrest B, wird wie folgt berechnet: CB = [(to – ti) / (to – tn)] * 100 wobei to die ursprüngliche Dicke des Prüfkörpers, ti die Dicke des Prüfkörpers nach der Prüfung und tn die Dicke des Abstandhalters oder des Prüfkörpers während der Testung ist.
Beispiel:
Druckverformung während der Prüfung = (t0 – ti) = 0,25cm – 0,177cm = 0,073cm (29% Druckverformung)
Dauerhafte Druckverformung = (t0 – tn) = 0,221cm – 0,177cm = 0,044cm
CB = {(0.25 – 0.221)/(0.25 – 0.177)}/100 = 39,72%