Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit ist die maximale Spannung, die ein Material unter Zugbelastung aushalten kann, und ein zentraler Kennwert für die mechanische Belastbarkeit von Elastomeren.

Was ist Zugfestigkeit?

Die Zugfestigkeit ist ein mechanischer Kennwert, der die maximale Zugspannung angibt, die ein Material, z.B. Elastomere wie NBR, EPDM, FKM oder Naturkautschuk (NR), erträgt, bevor das Material reißt. Zugfestigkeit beschreibt die Widerstandsfähigkeit gegen eine Zugbelastung und ist entscheidend für die Beurteilung der Belastbarkeit und Lebensdauer von Bauteilen. Angegeben wird sie in Megapascal (MPa) oder Newton pro Quadratmillimeter (N/mm²).

 

Messung und Definition von Zugfestigkeit

Die Ermittlung der Zugfestigkeit erfolgt nach genormten Prüfmethoden (z. B. DIN 53504 oder ISO 37). In einem Zugversuch wird eine genormte Probe mit konstanter geringer Geschwindigkeit (quasistatisch) bis zum Bruch gedehnt. Die Zugfestigkeit berechnet sich als Verhältnis der beim Bruch wirkenden maximalen Zugkraft zum Ausgangsquerschnitt der unbelasteten Probe:

  • Zugfestigkeit = Maximalkraft/Querschnittsfläche
  • Hohe Zugfestigkeitswerte bedeuten, dass das Material großen mechanischen Kräften standhält, ohne zu versagen.

 

Einflussfaktoren auf die Zugfestigkeit

Die Zugfestigkeit eines Elastomers hängt von mehreren Faktoren ab:

  • Polymerbasis: Naturkautschuk zeigt sehr hohe Zugfestigkeiten, Silikon oder FKM liegen meist niedriger
  • Vernetzungsgrad: Eine höhere Vernetzung steigert die Festigkeit, kann jedoch die Bruchdehnung reduzieren
  • Füllstoffe: Verstärkende Füllstoffe wie Ruß oder Kieselsäure erhöhen die Zugfestigkeit. Zu hohe Füllstoffmengen machen das Material spröder
  • Alterung: Wärme, UV und Ozon senken die Zugfestigkeit langfristig durch Abbau der Polymerketten
  • Härte: Härtere Mischungen sind meist reißfester, aber weniger dehnbar
  • Medienkontakt: Bestimmte Medien können das Material schwächen und die Festigkeit herabsetzen

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Die Bruchdehnung gibt an, wie stark sich ein Werkstoff unter Zugbelastung dehnen kann, bevor er reißt.
LABS sind Substanzen, die die Benetzung von Lacken stören und deshalb in lackierkritischen Anwendungen strikt vermieden oder geprüft werden müssen.
Prototypenbau ist die gezielte Herstellung funktionsfähiger Musterteile zur frühzeitigen Prüfung und Optimierung von Geometrie, Materialverhalten und Verarbeitbarkeit vor Serienstart.
Messing ist eine gut bearbeitbare, korrosionsbeständige Kupfer-Zink-Legierung, die als funktionales und dekoratives Metall vielfach eingesetzt wird – unter anderem in Gummi-Metall-Verbundteilen, Armaturen und Elektrokomponenten.
Ölbeständige Materialien widerstehen dauerhaft aggressiven Ölen und finden Anwendung in Dichtungen, Schläuchen und technischen Bauteilen.
Die EN 9100 erklärt: Anforderungen, Anwendungsbereiche und Nutzen der Zertifizierung für die Luftfahrt-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie im Überblick.
Alterung beschreibt die allmähliche Veränderung von Materialeigenschaften durch äußere Einflüsse wie Wärme, UV-Strahlung oder Medien, die langfristig zur Beeinträchtigung von Funktion und Lebensdauer führen kann.
Eine Ventildichtung ist ein elastisches Bauteil, das den Durchfluss von Gasen oder Flüssigkeiten in einem Ventil zuverlässig abdichtet. Die Dichtung verhindert Leckagen, gleicht Druck- und Temperaturänderungen aus und sorgt dafür, dass das Ventil seine Schalt-, Regel- oder Sperrfunktion dauerhaft sicher erfüllt.
Express Produktion bezeichnet die besonders schnelle Fertigung von Prototypen, Werkzeugen oder Kleinserien und beschleunigte Entwicklungsprojekte mit drastisch verkürzten Lieferzeiten.
Ein Compound ist eine maßgeschneiderte Materialmischung aus Polymer und Additiven, die gezielt auf die Anforderungen einer bestimmten technischen Anwendung abgestimmt wird.
Dichtungen vermeiden Leckstellen in Leitungs-, Motor- und Anlagenkomponenten. Zudem gleichen sie Fertigungstoleranzen aus und sichern Prozesse gegen Druck-, Temperatur- sowie Medienstress ab.
RTV-Silikon ist ein raumtemperaturhärtender Silikonkautschuk, der ohne Wärme oder Druck vernetzt. Es eignet sich besonders für Abdichtung, Verklebung, Verguss und Formenbau.Im Vergleich zu HTV und LSR ist RTV weniger fest und temperaturbeständig.
Adhäsion ist die physikalische Haftkraft zwischen zwei unterschiedlichen Materialien an ihrer Grenzfläche und ein Schlüsselfaktor für feste, dauerhafte Verbindungen in Technik und Industrie.
Die Zykluszeit beschreibt die vollständige Dauer eines Produktionsdurchlaufs beim Spritzgießen oder Pressen und ist ein zentraler Kennwert für Effizienz und Ausstoß.
FVMQ ist ein kälteflexibles, kraftstoff- und witterungsbeständiges Fluorsilikon-Elastomer, das vor allem in der Luftfahrt und Automobilindustrie für anspruchsvolle Dichtungsanwendungen verwendet wird.
Spritzgießen ist ein präzises Formverfahren zur Herstellung komplexer Kunststoff- und Gummiteile, bei dem das Material unter Druck in ein Werkzeug eingespritzt und dort ausgehärtet wird.
Kältebeständigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Werkstoffs, bei tiefen Temperaturen funktionstüchtig und elastisch zu bleiben – entscheidend für Dichtungen und Elastomerbauteile im Außen- oder Kälteeinsatz.
Die Medical Device Regulation (MDR) ist die zentrale EU-Verordnung für Medizinprodukte, die hohe Anforderungen an Sicherheit, Dokumentation und Marktüberwachung stellt.
FDA-Konformität bedeutet, dass ein Material oder Produkt den Anforderungen der U.S. Food and Drug Administration entspricht und sicher für den Kontakt mit Lebensmitteln, Trinkwasser oder pharmazeutischen Anwendungen ist. Dafür dürfen nur zugelassene Inhaltsstoffe verwendet werden, und das Material darf keine bedenklichen Stoffe an das Medium abgeben.
Rapid Tooling ist die beschleunigte Herstellung funktionaler Werkzeuge für die schnelle Produktion von Prototypen oder Kleinserien unter seriennahen Bedingungen.
RoHS beschränkt den Einsatz bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten, um Umwelt- und Gesundheitsrisiken zu reduzieren. Produkte dürfen nur dann in der EU verkauft werden, wenn alle Komponenten die festgelegten Grenzwerte für aufgelistete Schadstoffe einhalten.
Ein Autoklav ist ein beheizbarer Druckbehälter zur thermischen Behandlung von Materialien – z.B. zur Nachvulkanisation von Elastomeren oder zur Sterilisation in Medizin und Technik.
Weichmacher sind Zusätze, die Gummi und Kunststoffe elastischer und verarbeitungsfreundlicher machen und vor allem in flexiblen Dichtungs- und Formteilen eingesetzt werden.
Ein Lagerbolzen ist ein zylindrisches Verbindungselement, das als Dreh- oder Schwenkachse für bewegliche Bauteile dient. Er überträgt Kräfte, führt Bewegungen und sichert die Position von Komponenten innerhalb eines Lagers oder einer Gelenkverbindung.
Entfettung ist ein essenzieller Reinigungsschritt zur Entfernung von Rückständen auf Bauteilen, der eine optimale Haftung bei Vulkanisation, Klebung oder Beschichtung sicherstellt.
Gummi-Kompensatoren sind flexible Verbindungselemente, die Bewegungen, Schwingungen und Druckstöße in Rohrleitungen ausgleichen. Durch ihre elastische Struktur können sie Längenänderungen, seitliche Verschiebungen und Winkelbewegungen aufnehmen und schützen so angeschlossene Anlagenkomponenten vor mechanischer Belastung, Vibrationen und Spannungen im Leitungssystem.
Polyurethan (PU) ist ein robuster, abriebfester Kunststoff mit hoher Elastizität und chemischer Beständigkeit, der vor allem in stark belasteten technischen Bauteilen, Dämpfern und Verbundlösungen eingesetzt wird.
Gummipuffer sind elastische Elemente, die Stöße, Schwingungen und Vibrationen aufnehmen und dämpfen. Sie schützen Maschinen, Geräte und Baugruppen vor mechanischen Belastungen, gleichen Bewegungen aus und reduzieren Geräuschentwicklung in technischen Anwendungen.
Spannungsrissbildung ist das schleichende Entstehen von Rissen in Kunststoffen durch das Zusammenwirken von Spannung und chemischen Medien – oft mit kritischen Folgen für die Bauteilsicherheit.
Reststoffe sind wiederverwertbare Materialreste aus der Fertigung, die gezielt gesammelt und zur Ressourcenschonung in den Produktionskreislauf zurückgeführt werden können.
Gummirollen übertragen Kräfte, dämpfen Schwingungen und schonen Oberflächen in Druckmaschinen, Förderanlagen und Verpackungslinien.
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Ein Wellendichtring ist ein Dichtelement, das die Abdichtung zwischen einer rotierenden Welle und einem Gehäuse übernimmt. Er verhindert das Austreten von Schmierstoffen und schützt gleichzeitig vor Schmutz, Staub und Feuchtigkeit.
Motordämpfer sind elastische Elemente, die Schwingungen und Stöße zwischen Motor und Fahrzeug- oder Maschinenrahmen aufnehmen. Sie reduzieren Vibrationen, schützen angrenzende Bauteile vor Belastung und verbessern Geräusch- sowie Laufverhalten des gesamten Systems.
GFK (glasfaserverstärkter Kunststoff) ist ein robuster, leichter Verbundwerkstoff aus Glasfasern und Kunststoffmatrix, der in Industrie, Bau und Mobilität vielseitig eingesetzt wird.
Die ISO 9001 ist die weltweit wichtigste Norm für Qualitäts­management. Sie legt fest, wie Unternehmen ihre Abläufe steuern, damit Produkte und Dienstleistungen konstant hohe Qualität liefern und Kunden­anforderungen erfüllen.
Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein robuster, schlagzäher und gut verarbeitbarer Kunststoff, der für Gehäuse, Interieurteile und Gummi-Kunststoff-Verbundbauteile mit hohen Anforderungen an Oberfläche und Maßhaltigkeit eingesetzt wird.
Acrylnitril-Butadien-Kautschuk (NBR) ist ein öl- und kraftstoffbeständiges Elastomer, das häufig für Dichtungen, Schläuche und technische Formteile im Maschinen- und Fahrzeugbau eingesetzt wird.
SBR ist ein kostengünstiges, abriebfestes Elastomer mit guten mechanischen Eigenschaften, das vor allem in Reifen, Dichtungen und allgemeinen Gummiformteilen eingesetzt wird.
Dehnung bezeichnet die Längenänderung eines Materials unter Zugbelastung und ist ein wesentlicher Kennwert zur Einschätzung der Elastizität und Bruchfestigkeit technischer Werkstoffe.
Serienfertigung bezeichnet die wiederholte, wirtschaftliche Herstellung gleichartiger Bauteile in größeren Stückzahlen.
Vernetzungschemikalien sorgen durch chemische Reaktion für die dauerhafte Elastizität und Formstabilität von Gummi – ein zentraler Bestandteil bei der Herstellung funktionaler Gummiteile.
Die ISO 13485 erklärt: Anforderungen, Anwendungsbereiche und Nutzen der Zertifizierung für die Medizintechnik im Überblick.
Copolymerisation ist die gleichzeitige Polymerisation verschiedener Monomere, um Polymere mit gezielt einstellbaren Eigenschaften für technische und industrielle Anwendungen herzustellen.
Polyphthalamid (PPA) ist ein formstabiler, chemikalien- und temperaturbeständiger Hochleistungskunststoff, der besonders für präzise, medienresistente Bauteile und Gummi-Kunststoff-Verbundlösungen eingesetzt wird.
Ausgasung ist das Entweichen flüchtiger Substanzen aus Materialien und kann in sensiblen Anwendungen zu Funktionsstörungen, Kontamination oder optischen Fehlern führen.
EPDM ist ein witterungs-, UV- und chemikalienbeständiges Elastomer mit hoher thermischer Stabilität, das besonders für langlebige Dichtungen, Schläuche und Außeneinsätze in Industrie und Bau verwendet wird.
Aramid / Kevlar ist eine extrem zugfeste, leichte und hitzebeständige Faser, die in Gummi-Verbundteilen, Dichtsystemen und Schutzanwendungen als Verstärkung eingesetzt wird.
Gehäuse und Deckel mit integrierter Dichtung sind Bauteile, bei denen die Dichtfunktion direkt in das Kunststoff- oder Metallteil eingebettet ist. Meist wird die Dichtfunktion als umspritzte oder eingepresste Dichtlippe aus Gummi realisiert. Sie ermöglichen eine zuverlässige Abdichtung ohne separate Dichtungskomponente und werden häufig für kompakte, montagefreundliche Baugruppen eingesetzt.
Abrieb ist der mechanisch bedingte Oberflächenverschleiß eines Materials durch Reibung und beeinflusst entscheidend die Lebensdauer und Einsatzfähigkeit technischer Bauteile.
Unter Saugern versteht man Saugnäpfe aus Elastomer oder Kunststoff, die sich elastisch an die Oberfläche anschmiegen und das entstehende Vakuum einschließen. Sauger erzeugen durch Unterdruck eine haftkräftige Verbindung zwischen Greifer und Werkstück.
Alterungsschutzmittel sind funktionelle Additive, die Elastomere und Kunststoffe vor schädigenden Einflüssen wie Sauerstoff, Ozon, UV-Strahlung oder Wärme schützen und so ihre Lebensdauer deutlich verlängern.
HTV-Silikon ist ein hochtemperaturvernetzender Festsilikonkautschuk, der durch Wärme zu einem dauerelastischen Werkstoff wird. Er verbindet hohe mechanische Belastbarkeit mit exzellenter Temperatur-, Alterungs- und Chemikalienbeständigkeit.
Vibrationsdämpfer reduzieren Schwingungen und Lärm in Maschinen und Fahrzeugen.
LSR ist ein flüssiger Silikonkautschuk, der auf VMQ- oder FVMQ-Basis hergestellt und im Spritzgießverfahren verarbeitet wird. Das Material kombiniert hohe Elastizität, Reinheit und Temperaturbeständigkeit.
Bemusterung ist in der Technik die Prüfung und Freigabe von Musterteile eines neuen oder überarbeiteten Produkts oder Fertigungsprozesses.
Edelstahl ist ein korrosions- und temperaturbeständiger Werkstoff, der für langlebige, hygienische und mechanisch belastbare Bauteile in anspruchsvollen technischen Anwendungen eingesetzt wird.
Die Extrusion von Gummi ist ein kontinuierliches Herstellungsverfahren für gummielastische Profile, Schläuche und Dichtungen, bei dem der Werkstoff durch eine formgebende Matrize gepresst und anschließend vulkanisiert wird.
Transfer-Formpressen (Transfer Molding) ist ein Gummiformverfahren, bei dem das Material aus einer beheizten Kammer in ein geschlossenes Werkzeug gepresst und dort unter Druck und Temperatur vernetzt wird – ideal für präzise Bauteile mit Einlegern.
Formnester oder auch Kavitäten sind die Hohlräume in einem Werkzeug, die dem Bauteil während des Formprozesses seine endgültige Geometrie verleihen.
Primer sind haftfördernde Grundierungen, die die Adhäsion zwischen Gummi, Kunststoff oder Metall verbesseren und eine dauerhafte Verbindung bei Verbund- und Lackieranwendungen sicherstellen.
Speziallegierungen sind hochentwickelte Metallmischungen für extreme Anforderungen in Technik, Medizin und Industrie – besonders dort, wo Korrosions-, Temperatur- oder Belastungsgrenzen von Standardwerkstoffen überschritten werden.
Titan ist ein extrem korrosionsbeständiger, leichter und hochfester Werkstoff, der in Luftfahrt, Medizintechnik und für Gummi-Metall-Verbundteile in aggressiven Umgebungen eingesetzt wird.
Gummi-Kunststoff-Verbundteile sind hybride Bauteile, bei denen elastische und thermoplastische Komponenten funktional miteinander verbunden werden – ideal für Dichtungen, Gehäuse und flexible technische Lösungen.
Metalloxidvernetzung ist ein Vernetzungsverfahren, das vor allem bei Chloropren-Kautschuk eingesetzt wird und besonders beständige, alterungs- und flammfeste Gummiteile erzeugt.
Tastatur- und Schalterabdeckungen sind elastische Schutzkomponenten, die Tasten und Bedienelemente vor Staub, Feuchtigkeit und Verschmutzungen schützen. Gleichzeitig erhalten sie die Bedienfunktion, indem sie das Betätigungsgefühl übertragen und eine zuverlässige Abdichtung ermöglichen.
Dichtsitze sind bearbeitete Auflageflächen, die Dichtungen form- und kraftschlüssig aufnehmen und so einen dauerhaften Medientrennschutz gewährleisten.
Naturkautschuk (NR) ist ein hoch elastisches, reißfestes Elastomer aus nachwachsendem Rohstoff, das vor allem in dynamisch beanspruchten Bauteilen wie Reifen, Dämpfern und Fördergurten eingesetzt wird.
Ventile steuern, drosseln oder sperren Flüssigkeiten und Gase in Rohrleitungen, Motoren und Hydrauliksystemen. Dabei sind sie entscheidend für Prozesssicherheit und Effizienz.
Die Baugruppen-Montage umfasst den Zusammenbau einzelner Komponenten zu einer funktionsfähigen Einheit als Baugruppe.
Chloropren-Kautschuk (CR) ist ein vielseitiges, wetter- und flamm­beständiges Elastomer, das häufig für Dichtungen, Schläuche und technische Bauteile im Innen- und Außeneinsatz verwendet wird und wird auch als Neopren bezeichnet.
Werkzeugkosten sind die Aufwendungen für die Herstellung von Werkzeugen und beeinflussen maßgeblich die Wirtschaftlichkeit einer Serienproduktion.
Gummi-Gewebe-Verbundteile sind elastische Bauteile mit integrierter Gewebeeinlage, die für hohe Zugfestigkeit, Formstabilität und dynamische Belastbarkeit sorgen – etwa in Membranen, Dichtungen oder Förderbändern.
Hitzebeständige Materialien behalten unter hohen Temperaturen ihre Eigenschaften bei und sind ideal für Anwendungen in Industrie und Technik geeignet.
Silikonkautschuk (VMQ) ist ein hitze-, kälte- und UV-beständiges Elastomer mit sehr guter Isolations- und Medienbeständigkeit, das häufig in der Medizin-, Lebensmittel- und Fahrzeugtechnik eingesetzt wird.
Füllstoffe sind funktionale Zusätze in Gummi- oder Kunststoffmischungen, die mechanische Eigenschaften, Verarbeitbarkeit oder Kostenstruktur gezielt beeinflussen.
Gratbildung entsteht bei urformenden Prozessen durch das Austreten von Material an Werkzeugtrennflächen und -fugen während der Formgebung und erfordert eine gezielte Nachbearbeitung zur Sicherung der Bauteilqualität.
Kautschuk ist der Rohstoff, Gummi das daraus durch Vulkanisation entstandene Endprodukt, und Elastomer die übergeordnete Werkstoffklasse elastischer Polymere.
Polycarbonat (PC) ist ein transparenter, schlagzäher Kunststoff, der für hochwertige Gehäuse, Sichtteile und funktionale Verbundbauteile eingesetzt wird.
Haftvermittler sind chemische Bindemittel, die Gummi dauerhaft mit anderen Werkstoffen verbinden und damit die Basis für belastbare Gummi-Verbundteile bilden.
Der Nachweis über Biokompatibilität belegt durch normgerechte Tests, dass ein Medizinprodukt oder Material keine gesundheitsschädlichen Reaktionen im menschlichen Körper verursacht.