Klebstoffe

Bei Strukturklebstoffen ist die Auswahl entscheidend

| Redakteur: Juliana Schulze

Bei der Klebstoffauswahl ist es wichtig, die richtige Klebelösung für die unterschiedlichen Konstruktionen auszuwählen. (Bild: Henkel)
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Bei der Klebstoffauswahl ist es wichtig, die richtige Klebelösung für die unterschiedlichen Konstruktionen auszuwählen. (Bild: Henkel)

Strukturklebstoffe bieten eine Alternative zu herkömmlichen Fügeverfahren wie Schrauben, Nieten und Schweißen. Für optimale Klebergebnisse ist die Auswahl entscheidend.

Strukturklebstoffe werden eingesetzt, um unterschiedliche Materialen effektiv zu verbinden und mechanische Belastungen und Schwingungskräfte optimal zu verteilen. Dabei hängt die Festigkeit und Langzeitbeständigkeit einer strukturellen Klebverbindung insbesondere vom verwendeten Klebstoff, dem Werkstoff sowie der Belastung der Konstruktion ab. Die Belastungen, 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.

Scher-, Schäl- und Spaltkräfte treten bei industriellen Konstruktionen am häufigsten auf

Die Zugkraft wirkt dann auf eine geklebte Verbindung ein, wenn das Bauteil senkrecht zur Klebfuge und zum angrenzenden Trägermaterial gezogen wird. 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. Bei Druckkraft wirkt eine äußere Kraft auf eine Verbindung, 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.

Bei industriellen Konstruktionen kommen am häufigsten Scher-, Schäl- und Spaltkräfte vor. Dabei wirkt die Scherkraft dann auf eine Verbindung ein, wenn die beiden miteinander geklebten Bauteile parallel voneinander auseinander gezogen werden. Diese zwei Spannungskräfte entstehen durch eine Belastung an einem Ende der Klebfuge; wenn mindestens eines der Teile leicht verformbar ist, kommt es hauptsächlich zu einer Schälwirkung.

Gleichmäßige Spannungsverteilung für effektive Klebeverbindung

Bei allen drei Belastungsarten treten die Spannungen ungleichmäßig im Klebspalt verteilt auf. Klebverbindungen, die durch Scherung belastet werden, haben Spannungsspitzen an beiden Enden der Klebfuge, während der Klebstoff im mittleren Bereich der Klebefuge weniger belastet wird. Dies ist wahrscheinlich die häufigste Belastungsart, insbesondere bei Überlappungsfugen, dem üblichsten Verbindungstyp beim Kleben. Bei einer Schälbelastung formieren sich jedoch hohe Lastspitzen an einem Ende der Klebeverbindung. Hat sich der Klebstoff erst einmal von der Kante der Klebfuge gelöst, verbreiten sich die kleinen Brüche in der ganzen Verbindung. Eine effektive Klebverbindung zeichnet sich also zum einen durch eine gleichmäßige Spannungsverteilung aus, zum anderen durch den für die Konstruktion optimalen Klebstoff.

Teil 2: Die Klebstoffarten im Überblick

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