Kleben

Stahl kleben statt schweißen

| Redakteur: Dorothee Quitter

Miriam Laubrock prüft im Festigkeitslabor die Tragfähigkeit von Bauteilproben.
Miriam Laubrock prüft im Festigkeitslabor die Tragfähigkeit von Bauteilproben. (Bild: FH Münster)

Ein Forschungsprojekt an der FH Münster widmet sich Klebverbindungen im Landmaschinen- und Anlagenbau. Es soll zeigen, dass Stahl nicht nur geschweißt, sondern auch geklebt werden kann.

Ob Mähdrescher, Trecker oder Radlader – landwirtschaftliche Maschinen wie diese haben alle eins gemeinsam: Zur Erhöhung des Produktionsniveaus sind sie immer größer und damit schwerer geworden. Für Landmaschinen ist das insbesondere deshalb ein Problem, weil durch die schweren Geräte eine hohe Bodenverdichtung erfolgt und das Pflanzenwachstum erschwert oder sogar das gesetzlich festgelegte Fahrzeuggewicht überschritten wird. Ein wichtiges Ziel ist deshalb: Die Maschinen müssen leichter werden.

Maschinen der Landtechnik und des Anlagenbaus werden vorzugsweise aus Stahl hergestellt, sie sind größtenteils geschweißt und auch deshalb so schwer. Das Forschungsprojekt will nun zeigen, dass Stahl nicht nur geschweißt, sondern auch geklebt werden kann. Denn diese Technik eignet sich besonders für den Leichtbau. Dass das funktioniert, wurde bereits in Voruntersuchungen nachgewiesen. Klebverbindungen haben einen großen Vorteil: die hohe Festigkeit bei dynamisch einwirkenden Belastungen vor allem auch bei hochfesten Stählen, die weniger gut schweißgeeignet sind. Dadurch können gleichzeitig die Wanddicken reduziert werden, und die Bauteile werden leichter. Bislang fehle es aber laut Projektleiterin Miriam Laubrock an systematischen Untersuchungen, weshalb sich die Hersteller noch nicht getraut hätten, auf gewichtsreduzierende Alternativen durch Klebverbindungen zu setzen. Doch das Interesse sei da. „Wir kooperieren mit 22 Unternehmen, das heißt mit Landmaschinen- und Anlagen-, Stahl- und Klebstoffherstellern.“, so Laubrock.

Im Labor testet die Ingenieurin verschiedene Klebstoffe und Stähle. Dazu stellt sie Bauteilproben her: „Wir schneiden die Stähle zu, behandeln die Oberflächen vor und applizieren den Klebstoff. Anschließend erfolgt das Fügen und Aushärten der Klebschichten. Die Prüfteile gehen dann an mitwirkende Unternehmen, um sie fachgerecht zu lackieren. Danach folgen die Belastungstests auf dem Steinfurter Campus der FH Münster.“ Die durch die Bauteilproben gewonnenen Erkenntnisse überträgt sie dann auf reale Maschinenkomponenten, die von den beteiligten Maschinenherstellern vorgeschlagen werden. „Diese haben Modellcharakter für den Landmaschinenbau und sollen die Umsetzbarkeit in die Praxis hinsichtlich Konstruktion und Fertigung demonstrieren.“

Im Februar 2017 ist das Projekt gestartet. „Wir wollen durch Fakten darlegen, dass die Qualität durch das Kleben genauso gut ist wie durch das Schweißen“, sagt Laubrock. Verschiedene Herausforderungen gebe es dabei zu bewältigen, darunter zum Beispiel die Beständigkeit gegenüber Korrosionsbelastung. „Wir prüfen aggressive landwirtschaftstypische Medien, wie Jauche oder Gülleflüssigkeiten und Düngemittellösungen, in ihrer Wirkung.“ Bis April 2019 läuft das Projekt, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) sowie der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) gefördert wird. (qui)

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