Einfache Schritte für den Erfolg beim Kleben

Schließlich sollte der Konstrukteur bei seiner Arbeit auch einen korrekt dimensionierten Klebspalt nicht ­vergessen. Der sorgt für eine konstante Klebstoffdicke von z. B. 0,1 - 0,2 mm, wodurch der Klebstoff seine Adhäsionskräfte voll entfalten kann. Ist er zu klein, pressen die Fügeteile den Klebstoff aus dem Klebspalt und die Verbindung hält nicht. Gewährleistet werden kann der richtige Klebspalt über eine definierte Auflagefläche, etwa mit am Bauteil ­integrierten Abstandshaltern, oder einer geeigneten ­Nut-Feder-Geometrie.

8 Regeln für den Konstrukteur

Ausreichend große Klebflächen und Klebspalt vorsehenGleichmäßige Spannungsverteilung erzielenMöglichst nur Druck-, Zug- und ScherbeanspruchungKeine Schälung und BiegebeanspruchungExzentrische Krafteinleitung vermeidenPlastische Fügeteilverformung vermeiden Klebgerechte Oberflächenbeschaffenheit gewährleistenAushärtungsbedingungen des Klebstoffs beachten

Vorteile des Klebens

Verbindung verschiedener Werkstoffe möglichGleichmäßige SpannungsverteilungKeine Schwächung der Fügeteile, z. B. durch BohrungenHoher Widerstand gegenüber dynamischen KräftenFlächige Verbindung dünner BauteileKeine oder nur geringe Temperaturbelastung der FügeteileGleichzeitiges Kleben und Dichten möglichAusgleich von Toleranzen durch die Klebschicht Elektrisch oder wärmeleitende Klebstoffe verfügbar

Linienförmige Verklebungen bei gleichzeitig potentiell hohen Biegebelastungen, zum Beispiel die in Abbildung 1 / links dargestellte Konstruktion, sind ungünstig. Eine Nut-Feder-Verbindung wäre zwar ebenfalls möglich, sie ist aber besonders bei dünnen Blechen nicht praktikabel. Die Festigkeit des Verbunds kann jedoch erhöht werden, indem die Bleche umgebogen und zusammengelegt werden. Dies ist zweifellos etwas aufwendiger, kann sich aber für höhere Festigkeiten lohnen.

Wie das Schnittbild in Abbildung 2 zeigt, lässt die Festigkeit einer Rohrkonstruktion zu wünschen übrig, wenn die beiden Teile an ihren jeweiligen Enden miteinander verklebt werden. Ein zusätzlicher, innen oder außen platzierter Ring verbessert die Konstruktion dagegen erheblich. Er vergrößert nicht nur die Klebflächen massiv, er sorgt auch für mehr Widerstand gegen Biegebelastungen. Alternativ lassen sich die zwei Bauteile auch überlappend miteinander verkleben, indem eines im Durchmesser angepasst wird. Falls die Konstruktion Flüssigkeiten transportiert, profitiert sie an der Verbindungsstelle von den dichtenden Eigenschaften des Klebstoffs.

Strukturelles Kleben bietet zahlreiche ­Vorteile, sollte aber bereits in der Konstruktionsphase ­berücksichtigt werden. Im ersten Teil dieses Artikels ging es vor allem darum, wie man diese Möglichkeiten mit einer Nut-Feder-Verbindung optimal nutzt. Der zweite und letzte Teil stellt weitere konstruktive Optionen vor.

Fazit

Beachtet der Ingenieur bei seiner Konstruktion einige zentrale Dinge wie ausreichend große ­Klebflächen sowie eine gleichmäßige Spannungs­verteilung und vermeidet weiterhin Schäl- und Biegekräfte, kann er von den Vorteilen dieser leistungsfähigen Fügetechnik voll  profitieren.

Weitere konstruktive Optionen erfahren Sie in Teil 1.