Zyklische Prüfung von Elastomeren

Im Themenfeld der zyklischen Prüfung unterscheidet das LBF typischerweise zwischen Schwingfestigkeitsversuchen an Werkstoffproben und den Nachweisversuchen an Bauteilen.

Für die Entwicklung von Elastomerbauteilen und die Werkstoffauswahl verfügt das Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF über flexibel nutzbare Prüftechnik für Schwingfestigkeitsuntersuchungen am Werkstoffproben. Schwerpunkt bilden kraft- und wegeregelte Wöhlerexperimente bei verschiedenen Temperaturen.

Häufig ist es sinnvoll, die Schwingfestigkeitsuntersuchungen mit der physikalischen und chemischen Charakterisierung der Elastomermaterialien zu kombinieren. Hieraus können zugeschnittene Alterungs- und Prüfprozeduren abgeleitet werden. Die ermittelten Materialdaten und zyklische Werkstoffkennwerte sind Basis für die numerische Analyse des Übertragungsverhaltens und der Lebensdauerabschätzung von Elastomerbauteilen.

Aus Gummiplatten herzustellende Prüfkörper (S2-Stäbe, oberes Foto) werden in einem temperierbaren Prüfaufbau unter zyklischen Belastungen (mittleres Foto) geprüft. Aus (weggeregelten) Wöhlerkurven (untere Abbildung) einer Elastomermischung nach unterschiedlichen Auslagerungszeiten bei 100 °C Auslagerungstemperatur lassen sich Rückschlüsse über den Einfluss der Temperaturauslagerung auf die Betriebsfestigkeit ziehen.

Unser Angebot beinhaltet die zyklische Prüfung unterschiedlicher Probenformen (z.B. S2-Stab, Hourglass-Probe, etc.) unter konstanten und variablen Amplituden im Temperaturbereich von RT bis 150°C.

Zum Nachweis der Betriebsfestigkeit von Elastomerbauteilen werden im LBF ein- und multiaxiale Betriebslastennachfahrversuche vorwiegend an Fahrwerks- und Aggregatelagern durchgeführt (siehe Abbildung). Hierbei besteht ebenfalls die Möglichkeit einer Temperatursimulation.