Suchen

Henkel

Industrielle Konstruktionen optimal kleben

| Redakteur: Stefanie Michel

Strukturklebstoffe lassen sich für nahezu alle in der industriellen Fertigung relevanten Werkstoffe einsetzen – wenn auch die richtige Klebtechnik für die entsprechende Konstruktion ausgewählt wurde. Um optimale Klebergebnisse zu erzielen, gilt es sowohl hinsichtlich des Designs als auch der Klebtechnik einiges zu beachten.

Firmen zum Thema

Klebstoffe sind in der industriellen Fertigung bereits unverzichtbar. Doch je nach Material und Konstruktion muss die richtige Klebstofftechnik ausgewählt werden. (Bild: Henkel)
Klebstoffe sind in der industriellen Fertigung bereits unverzichtbar. Doch je nach Material und Konstruktion muss die richtige Klebstofftechnik ausgewählt werden. (Bild: Henkel)

In den letzten Jahrzehnten haben sich Strukturklebstoffe zu einer zuverlässigen Alternative zu herkömmlichen Fügeverfahren entwickelt, weil sie unterschiedliche Materialien effektiv verbinden sowie mechanische Belastungen und Schwingungskräfte optimal verteilen können. Um die strukturelle Widerstandsfähigkeit der Klebverbindungen sicherzustellen, sollten allerdings das Konstruktionsdesign der zu verbindenden Materialien und die Auswahl der Klebstofftechnologie genau evaluiert werden. Denn unterschiedliche Konstruktionsdesigns erfordern unterschiedliche strukturelle Klebverbindungen.

Klebstoff, Werkstoff und Belastung definineren Beständigkeit der Klebeverbindung

Die Festigkeit und Langzeitbeständigkeit einer strukturellen Klebverbindung hängt insbesondere vom verwendeten Klebstoff, dem Werkstoff sowie der Belastung der Konstruktion ab. Die Belastungen, also die äußeren Kräfte, die auf eine Konstruktion wirken, können auf fünf Arten von Spannungen zurückgeführt werden: Zugkraft, Druckkraft, Scherkraft, Schälkraft und Spaltkraft. Für jede Belastungsart gibt es eine Klebstofftechnologie, die die Beständigkeit gegen die auf ein Bauteil wirkenden Kräfte optimiert.

Bildergalerie

Zugkraft ist die Kraft, welche auf eine geklebte Verbindung einwirkt, wenn das Bauteil senkrecht zur Klebfuge und zum angrenzenden Trägermaterial gezogen wird (Bild 2). Bei reiner Zugbelastung ist die Spannungsverteilung in der Klebfuge relativ gleichmäßig, auf jeden Teil der Klebfläche wirkt somit die gleiche Belastung. Das Gleiche gilt für Druckbelastungen, wenn die geklebten Materialien zusammengepresst werden. Tatsächlich sind reine Zug- und Druckbelastungen eher selten, in der Regel tritt auch ein gewisses Maß an Schälbelastung auf.

An Überlappungsfugen treten häufig Scherbelastungen auf

Bei industriellen Konstruktionen treten am häufigsten Scher-, Schäl- und Spaltkräfte (Bild 1) auf. Scherkraft ist die Kraft, die auf eine Verbindung wirkt, wenn die beiden miteinander geklebten Bauteile parallel voneinander auseinandergezogen werden. Schäl- und Spaltkraft sind einander ähnlich und in einer strukturellen Klebverbindung am wenigsten erwünscht. Diese zwei Spannungskräfte entstehen durch eine Belastung an einem Ende der Klebfuge. Ist mindestens eines der Teile leicht verformbar, kommt es hauptsächlich zu einer Schälwirkung.

Auch wenn Scherbelastungen sehr viel wünschenswerter sind als Schäl- oder Spaltbelastungen, sind die auftretenden Spannungen bei allen drei Belastungsarten ungleichmäßig im Klebspalt verteilt. Klebverbindungen, die durch Scherung belastet werden, haben Spannungsspitzen an beiden Enden der Klebfuge, während der Klebstoff im mittleren Bereich weniger belastet wird. Dies ist wahrscheinlich die häufigste Belastungsart, insbesondere bei Überlappungsfugen, dem üblichsten Verbindungstyp beim Kleben.

Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Kontaktieren Sie uns über: support.vogel.de (ID: 28711890)