Shore-Härte Prüfung

Definition und Zweck der Shore-Härte

Die Shore-Härte-Prüfung (auch Durometerhärte) ist ein genormtes Eindringhärte-Verfahren für Kunststoffe und Elastomere. Dabei drückt ein Indenter (eine genormte Eindringspitze) mit definierter Federkraft in die Materialoberfläche, und das Messgerät zeigt den Widerstand als Zahlenwert auf einer Shore-Skala an. Ein hoher Shore-Wert bedeutet, dass sich das Material schwerer eindrücken lässt.

Gemessen wird mit einem Durometer, also einem Hand- oder Standmessgerät, das Eindringtiefe und Federkraft normgerecht koppelt. In der Dichtungstechnik nutzt man die Shore-Härte vor allem, um Dichtungswerkstoffe vergleichbar auszuwählen, etwa bei O-Ringen, Formdichtungen oder Abstreifern. Der Kennwert beantwortet in der Praxis schnell die Frage, wie „weich“ oder „hart“ ein Compound im Eindrückversuch wirkt, was oft mit der Montage, der Anpassungsfähigkeit an Dichtflächen und der Extrusionsneigung zusammenhängt.

Skalenwahl und Normbezug (Shore A, D, 00; ISO/ASTM)

Shore-Härte ist keine einzelne Skala, sondern ein Skalensystem, das an unterschiedliche Materialhärten angepasst ist. Damit ein Wert interpretierbar bleibt, müssen Skala und Norm zum Messwert passen, denn ein Zahlenwert ist nur im Kontext seiner Skala sinnvoll. Ein „70″ auf Shore A beschreibt daher etwas anderes als „70″ auf Shore D.

Relevante Normen sind in der Praxis vor allem:

• ISO 48-4 für Elastomere,

• ISO 868 für Kunststoffe und Hartgummi,

• ASTM D2240 als international verbreitete Norm, die mehrere Durometer-Skalen umfasst.

Welche Skala wofür?

Die Skalenwahl richtet sich danach, wie stark der Indenter das Material typischerweise eindrücken kann. In der Dichtungstechnik ist das besonders wichtig, weil viele Werkstoffe im weichen bis mittleren Bereich liegen.

Werte verschiedener Skalen sind nicht 1:1 vergleichbar, auch dann nicht, wenn die Zahl gleich aussieht. Für Materialvergleiche sollte deshalb immer dieselbe Skala verwendet werden.

Welche Norm gilt für meinen Werkstoff?

Für belastbare Datenblatt- oder Laborvergleiche genügt der Shore-Wert allein nicht. Entscheidend ist, nach welcher Norm geprüft wurde, weil Normen Messbedingungen und Gerätetypen festlegen.

In vielen Fällen gilt:

• Elastomere (Dichtungs-Compounds): Orientierung an ISO 48-4.

• Kunststoffe/Hartgummi: Orientierung an ISO 868.

• Internationale Vergleichbarkeit: häufig ASTM D2240, besonders bei globalen Lieferketten.

In Prüfberichten sollte daher mindestens stehen: Shore-Skala (A/D/00) + Norm + ggf. Ablesezeit und Temperatur, damit Messwerte zwischen Lieferanten und Laboren wirklich vergleichbar bleiben.

Prüfdurchführung und Einflussgrößen (Probe, Zeit, Temperatur)

Die Shore-Härte wirkt im Alltag wie ein einfacher Kennwert, doch die Messung reagiert empfindlich auf Randbedingungen. Die Probe braucht eine ausreichende Dicke und eine plane Oberfläche, damit der Indenter tatsächlich den Werkstoff prüft und nicht indirekt den Untergrund. Bei zu dünnen Proben kann der harte Untergrund den Eindringweg begrenzen, und der Shore-Wert fällt dann scheinbar höher aus.

Auch die Geometrie spielt eine Rolle. Auf gekrümmten, strukturierten oder sehr kleinen Messflächen ist eine reproduzierbare Auflage schwer, weshalb die Streuung zunimmt. Zusätzlich beeinflussen Temperatur und Konditionierung das Ergebnis, weil Elastomere bei Wärme meist weicher reagieren und bei Kälte steifer wirken. Für zuverlässige Vergleiche sollten Proben deshalb unter vergleichbaren Bedingungen gelagert und geprüft werden.

Warum eine Zeitangabe wichtig sein kann

Elastomere sind viskoelastisch, sie verformen sich also zeitabhängig. Unter konstanter Belastung kann der Indenter noch etwas weiter eindringen, weil das Material lokal „nachgibt“ (Relaxation/Fließen im kleinen Maßstab). Dadurch unterscheiden sich ein Sofortwert und ein Wert nach definierter Eindrückzeit teils merklich.

Wenn Prüfberichte oder Datenblätter Shore-Härte angeben, ist es deshalb in vielen Fällen sinnvoll, auch die Ablesezeit zu dokumentieren. So wird klar, ob zwei Werte wirklich dasselbe Messregime abbilden oder nur ähnlich aussehen.

Checkliste typischer Fehlerquellen

• Die Probe ist zu dünn, und der Untergrund beeinflusst den Messwert.

• Die Oberfläche ist nicht plan oder die Messung erfolgt auf Krümmungen.

• Es wird die falsche Skala genutzt (A statt D oder umgekehrt).

• Norm, Temperatur oder Ablesezeit fehlen in der Dokumentation.

• Es werden zu wenige Wiederholmessungen gemacht, obwohl die Streuung relevant ist.

Bedeutung für die Dichtungstechnik und Abgrenzung zu anderen Kennwerten

In der Dichtungstechnik dient Shore-Härte als schneller, etablierter Vergleichswert, um Werkstoffe hinsichtlich ihres Eindrückwiderstands einzuordnen. Weichere Dichtungswerkstoffe passen sich unter Anpressung meist leichter an Dichtflächen an, was die Anfangsabdichtung unterstützen kann. Härtere Compounds zeigen häufig mehr Widerstand gegen Verformung in Spalten, was bei Druckbeanspruchung die Extrusionsneigung reduziert. Die passende Shore-Härte ergibt sich deshalb oft aus der Frage, welche Dichtfunktion im Betrieb dominiert: Anpassung an die Oberfläche oder Formstabilität bei Druck und Spalt.

Typische Shore-Bereiche und praktische Auswirkungen (weich vs. hart)

Viele Dichtungs-Elastomere liegen grob im Bereich von ca. 40 bis 90 Shore A. Polyurethan (PU) wird in Dichtungen häufig im oberen Shore-A-Bereich eingesetzt, wenn höhere Formstabilität und Extrusionswiderstand gefragt sind. Solche Bereiche sind bewusst als Orientierung zu verstehen, denn Rezeptur, Füllstoffe und Vernetzungsgrad verschieben das Verhalten, auch wenn der Shore-Wert ähnlich ist.

Was Shore-Härte nicht aussagt (Abgrenzung) und wann IRHD sinnvoll ist

Shore-Härte beschreibt den Eindrückwiderstand, doch daraus folgt nicht automatisch, wie hoch Zugfestigkeit, E-Modul, Verschleißverhalten oder der Druckverformungsrest (bleibende Verformung nach Kompression) sind. Gerade bei Dichtungen sind zusätzlich Medienbeständigkeit und Temperaturbeständigkeit entscheidend, weil sie Lebensdauer und Dichtwirkung oft stärker begrenzen als die reine Härte.

Als ergänzende Härtemethode wird bei Gummi häufig IRHD verwendet (International Rubber Hardness Degree). IRHD ist ebenfalls genormt und kann je nach Probengeometrie und Prüfanforderung eine sinnvolle Alternative sein, etwa wenn definierte Prüfbedingungen oder andere Probenformen im Vordergrund stehen.

Am Ende bleibt: Für eine sichere Werkstoffauswahl reicht Shore-Härte oft als erster Filter, doch bei kritischen Anwendungen ist eine abgestimmte Betrachtung weiterer Kennwerte und Prüfbedingungen sinnvoll; bei Bedarf kann spezialisierte Beratung helfen.