Kleber und Klebstoff Beratung

Konstruktiv Kleben 1. Teil

Zum konstruktiven Verbinden von Werkstoffen gibt es verschiedene Verbindungsarten, die alle ihre Vorzüge und Schwächen haben. Es lohnt deshalb sich im Vorfeld Gedanken zu machen wo die Vorteile und auch die Grenzen liegen. Von konstruktivem Kleben spricht man dann, wenn die Klebeverbindung Teil der Konstruktion ist und die Verbindungskräfte die Gesamtkonstruktion zusammenhalten und allen dabei auftretenden Belastungen standhalten müssen. Kleben zeichnet sich dadurch aus, dass die Verbindung über Flächen erfolgt und auftretende Kräfte gleichmäßig, ohne besondere Spannungsspitzen, verteilt werden können. Es können auch verschiedenartige Werkstoffe miteinander verbunden werden. Eine Klebeverbindung kann auch bei Raumtemperatur hergestellt werden. Die Verbindung ist in der Regel unsichtbar. Wer die Festigkeiten der Klebstoffe nutzen will, muss die Besonderheiten von Klebeverbindungen kennen und bereits bei der Konstruktion auf eine klebegerechte Gestaltung der Verbindung sowie auf eine klebegerechte Auswahl der Werkstoffe und deren Oberflächenbeschaffenheit achten. Die Verbindung erfolgt über die Oberfläche der Fügeteile. Klebegerecht ist eine Verbindung, wenn sie diese Gesichtspunkte berücksichtigt:

• wenn sie konstruktiv so gestaltet ist, dass mögliche Krafteinwirkungen auf größere Flächen verteilt werden können,
• und wenn die Oberflächen klebegerecht sind.

Die Art der Werkstoffe und deren Oberflächenzustand bestimmen die möglichen Festigkeiten. Die Auswahl der Werkstoffe und eventuell nötigen Maßnahmen der Oberflächenvorbereitung für optimale Festigkeiten sollten bereits bei der Planung berücksichtigt werden. Nachdem die Verbindung über die Oberflächen der Fügeteile zustande kommt, sind die Festigkeiten besonders hoch, wenn eine ausreichend große Klebefläche zur Verfügung steht und die Krafteinwirkung sich auf die gesamte Klebefläche verteilen kann. Die höchsten Festigkeiten werden erzielt, wenn die Krafteinwirkung parallel oder genau senkrecht zur Klebefläche erfolgt (Bild 1 a, b und c). Geringe Festigkeiten sind dagegen bei Krafteinwirkungen zu erwarten, bei denen die Kraft sich nicht auf die Fläche verteilen kann, sondern entlang einer Linie einwirkt, beispielsweise bei Einwirkung einer Schäloder Spaltbeanspruchung (Bild 2 a und b). Solche Beanspruchungen müssen deshalb vermieden werden. Dazu ist manchmal nur eine geringe Veränderung der Konstruktion notwendig. Anregungen dazu sind im "Handbuch – Konstruktionsklebstoffe" der Ruderer Klebetechnik zu finden. Beispiele sind aus Bild 3 a, b und c ersichtlich.

Bild 1: Beanspruchungsarten einer Klebeverbindung: a Zugscherbeanspruchung, b Druckbeanspruchung, c Zugbeanspruchung.

Bild 2: Krafteinwirkung entlang einer Linie wie beispielsweise bei einer a Schälbeanspruchung und b bei einer Spaltbeanspruchung.

Bild 3: Konstruktive Lösungen für sichere Klebeverbindungen: a Vermeidung einer Spaltbeanspruchung, b Gefährdung bei Biegebeanspruchung und c die Verbesserung im Vergleich zu Teilbild b bei Biegebeanspruchung.

Inhalt

1. Konstruktiv Kleben 1. Teil
2. Konstruktiv Kleben 2. Teil
3. Konstruktiv Kleben 3. Teil
4. Konstruktiv Kleben 4. Teil