Kleben

Belastbarkeit von Klebeverbindungen bei GFK-Teilen hängt von der Kraftrichtung ab

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Der beschriebene Versagensmechanismus wurde nicht nur bei Zug-Scher-Proben, sondern auch bei Bauteilen festgestellt. Bei der Belastung geklebter GFK-Stahl-Verbundteile – wie in Bild 6 gezeigt – wird das deutlich. Bei dieser Probe wurde auf ein U-Stahlprofil aus dem Karosseriebau ein Deckel aus gleichem GFK wie bei den Zug-Scher-Versuchen geklebt. Die Druckbelastung des Profils in Längsrichtung führte zu einer Knickbelastung der GFK-Komponente. Dadurch entstand in der Klebfuge eine Belastung senkrecht zur Oberfläche.

Gleiche Belastungseffekte wie beim Zug-Scher-Versuch

Diese Belastung hat zu gleichen Effekten wie beim Zug-Scher-Versuch geführt: zum Versagen in Form von interlamellaren Brüchen im GFK. Es muss allerdings darauf hingewiesen werden, dass die Belastbarkeit des geklebten GFK-Stahl-Profils höher war, als bei Profilen mit einem Deckel aus Stahlblech, der durch Punktschweißen aufgebracht wurde.

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Bei Belastungen von matten- und gewebeverstärkten GFK-Bauteilen, bei denen es zu einer Belastung in Dickenrichtung kommt, wird die maximale Tragfähigkeit durch die Haftung der Matrix an den Glasfasern oder durch die Eigenfestigkeit der Matrix begrenzt. In Dickenrichtung liegt keine Glasfaserverstärkung vor. Eine höhere Tragfähigkeit lässt sich nur dadurch erreichen, dass diese Kräfte anders aufgenommen werden. So ist es möglich, durch kombiniertes Kleben und Falzen die Tragfähigkeit derartiger Konstruktionen zu erhöhen. Dies ergaben erste Versuche.

Vom 15. bis 17. September 2008 findet an der Fachhochschule Hannover das Praxisseminar Klebetechnik statt. Im Rahmen dieser Veranstaltung wird auf die in diesem Artikel behandelten Probleme eingegangen.

Literatur

  • [1] Matting, A.: Metallkleben. Berlin: Springer-Verlag 1969.
  • [2] Otto, G.: Untersuchungen der Spannungen, Verformungen und Beanspruchungsgrenzen von Kunststoffschicht und Fügeteil bei einschnittig überlappten Metallklebverbindungen. Dissertation RWTH Aachen 1978.
  • [3] Taxaris, G.: Tragfähigkeitsuntersuchungen an Stahl-GFK-Hybridstrukturen für den Automobilbau. Diplomarbeit FH-Hannover 2006

Prof. Dr.-Ing. Manfred Rasche lehrt Werkstoffkunde, Fertigungs-, Füge- und Oberflächentechnik an der Fakultät II, Abteilung Maschinenbau, der Fachhochschule Hannover, 30441 Hannover.

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