Klebetechnik in der Kritik

Verklebung: ungenügend

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Schreckhafter Kleber

Bei einem funktionierenden Schrittmotor von 2009 wurde nachträglich die Welle aus dem Rotorpaket gedrückt; es war nur ein Drittel der sonst weißlichen Klebefläche zu sehen, der Rest war dunkel und feucht. Klebstoffgeruch war vorhanden und nach sieben Jahren war der Klebstoff an vielen Stellen immer noch nicht ausgehärtet. Nach Erfahrungen von Trumpf kann es Klebstoffe geben, die nach dem Fügevorgang eine gewisse Zeit „schreckhaft“ sind und durch Einflüsse wie Schock, Nachpressen oder hartes Ablegen der Teile nicht mehr weiter aushärten. Die Resultate zeigten: es gab zu viele Einflussfaktoren auf die Verklebung und zu wenig Klebeflächen.

Eine Welle, die an dem entsprechenden Abschnitt geriffelt wurde.
Eine Welle, die an dem entsprechenden Abschnitt geriffelt wurde.
(Bild: Thiel/Trumpf)

Als effektiver Ersatz wurde eine einfache, mechanische Verbindung gewählt, die leicht und schnell zu realisieren ist: Die Welle wurde mechanisch mit einer geraden Riffelung versehen, die den Durchmesser im Rotorbereich auf 8,10 mm erhöhte. Die Riffelung wirkt wie eine Miniaturverzahnung zwischen Welle und Rotorpaket, die Teile können sich beim Fügen mechanisch ineinander krallen und halten sofort fest. Die Rotorpakete wurden original übernommen und nach dem Fügen Welle-Rotor konnten sofort 70 bis 80 Nm Drehmoment gemessen werden, bevor sich die Welle abdrehte. Eine andere Möglichkeit, eine feste Verbindung zu realisieren, kann das Laserschweißen der Teile sein, Teile werden unlösbar verbunden, die Naht baut nicht auf und ist platzsparend.

Kleben allein reicht nicht

Für Konstrukteure und Entwickler ist es wichtig, unterscheiden zu können: Bei Schraubverbindungen, die mit einem speziellen Klebstoff gesichert werden, erhöht der Klebstoff nur die Reibung und erschwert das ungewollte Losdrehen. Die Haltekräfte entstehen durch die Schraube und nicht durch den Klebstoff. Sinnvoll ist es, den Klebstoff durchaus zum Fixieren der Teile oder als Dichtstoff parallel dazu zu verwenden. Bei einer Wellennaben- oder Wellenrotor-Verklebung muss der Klebstoff weit höhere Anforderungen erfüllen und als Hauptaufgabe den Kraftschluss/Stoffschluss erbringen, zudem die Teile fest auf Position halten, Schwingungen, Querkräfte, Wärme, Kälte, Feuchtigkeit, Alterung ertragen und gegen vieles mehr bestehen. Das sind Einflüsse, die an der Verklebung zerren und die Klebekraft reduzieren. Trumpf hat entschieden, dass nach heutigem Stand der Technik, bei Fügestellen als Kraftübertragung in Motoren und Antriebswellen nicht mehr dem alleinigen Können eines Klebstoffes zu vertrauen ist. Sind Einflüsse aus hoher Dynamik, Stöße und Schwingungen, Luftfeuchte und Wärme gegeben, ist eine mechanisch solide Verbindung aus Verpressen, Verklemmen, Verspannen oder Laserschweißen anzustreben. Dieser Passus ist – im Vergleich zu Klebestellen – unlöslich in der Kleberichtlinie von Trumpf festgeschrieben. (br)

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