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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
KlebenMöglichkeiten und Grenzen
oder Warum hält der Klebehaken nicht an der Wand?
Julian BandTechnologieCentrum Kleben
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
TechnologieCentrum Kleben TC-Kleben GmbH
Beraten - Kleben - Prüfen - Schulen - Zertifizieren
Zugelassene Bildungsstätte des DVS als Klebtechnisches ZentrumAnerkannte Stelle gem. DIN 6701 für den Schienenfahrzeugbau
Verbundpartner der GSI (Gesellschaft für Schweißtechnik International)
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Quarks & Co„Die Kunst des Klebens“
Sendung vom 25.01.2000
1.000 kg
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
1.000 kg
F = 9,81 m/s² * 1.000 kg = 9.810 N
Max. Zugfestigkeit des Klebstoffs:σ max = 25 MPa
A = F / σ max = 392,4 mm²
Notwendiger Durchmesser des Hakens: D = 2,2 cm
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Anforderungen an den Klebstoff
Adhäsionskräfte(Haftung am Material)
Kohäsionskräfte(innere Festigkeit des Klebstoffs)
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Typische Probleme beim Kleben
Problem: Oberfläche
Problem: Klebstoffvielfalt
Problem: Klebstoffverarbeitung
Problem: Arbeitsplatzgestaltung
Problem: konstruktive Gestaltung
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Schlechte und gute Benetzung
Benetzung ist die Fähigkeit von flüssigen Klebstoffen sich auf Oberflächen zu verteilen.
Benetzung
(notwendige Voraussetzung für die Adhäsion)
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Oberflächenenergien
30
40 PVC
Epoxidharz
PolypropylenPolyethylen
20
50
Silicon
Teflon
mJ / m²
0
1000
2000
Kupfer
Nickel
Zink
Eisen
Chrom
Aluminium
Glas
Ben
etzb
arke
it
Oberflächenenergie
Entscheidend für die Benetzung sind die Oberflächenenergien und –spannungen und ausreichende Viskosität.
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Abtragen aller adhäsionsmindernden Schichten
Modifikation der Oberfläche (Aktivieren)
Ziele der Oberflächenbehandlung
durch
Um die Adhäsion zu verbessern
Um die Langzeitstabilität zu verbessern
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Oberflächenvorbereitung (Reinigung)
Lösemittelreinigung Alkohole (Isopropanol, ...)
Alkane (Hexan, Pentan, ...)
Ester
Ketone (Butanon, Aceton, ...)
wässrige Reinigung mittels Tenside
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
z. B. Schleifen, Strahlen, Bürsten
Reinigungseffekt Entfernung der Oxidschichten
Vergrößerung der Oberfläche durch Vergrößerung der Benetzungsfläche
Aktivieren der Oberfläche Bildung eines Triboplasmas aufgrund der hohen Energie
Mechanische Oberflächenbehandlung
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Aufbau einer optimalen evtl. sogar chemische Bindung des Klebstoffs an Oberfläche mittels einer molekularen Funktionsschicht
Haftung verbessernAlterungsbeständigkeit erhöhenOberflächenzustand konservieren
Molekulare Haftvermittlerschicht zwischen Klebstoff und Fügeteiloberfläche
Primer
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Ausbildung chemischer Bindungen
Polymere
Primer
Haftvermittler
Fügeteil
O O O O O
Si
Si
O OH
OH
R2
R2
NH
NH
CH
2
CH
2
CH
CH
OH
OH
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Typische Probleme beim Kleben
Problem: Oberfläche
Problem: Klebstoffvielfalt
Problem: Klebstoffverarbeitung
Problem: Arbeitsplatzgestaltung
Problem: konstruktive Gestaltung
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Problem: was nehmen?
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
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Quelle: TC-Kleben
Problem: was nehmen?
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Reaktionsklebstoffe Abbindende Klebstoffe
Durch chemische Reaktionen (Poly-Reaktionen)
entstehen aus Monomeren Polymere
Polymere sind fertig und verfestigen sich
durch einen physikalischen Prozess
�
�
�
�
Einteilung der Klebstoffe
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Einteilung der Klebstoffe
Reaktionsklebstoffe Abbindende Klebstoffe
Durch Abdampfung:Lösemittelklebstoffe
DispersionsklebstoffeKontaktklebstoffe
Durch Erstarrung:Schmelzklebstoffe
Dauerhaft klebrige:Haftklebstoffe
ButylkautschukePolymerisation:
Klebstoffe 2-K-AcrylateSekundenklebstoffeAnaerobe KlebstoffeStrahlungshärtende
Polyesterharze
Polyaddition:EpoxidharzePolyurethane
Polykondensation:Silicone
MS-PolymerePhenolharze
PolyimidePolysulfide
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
An die Füge-Materialien- ausreichende Haftung (Adhäsion)
An die Gebrauchseigenschaften- ausreichende Festigkeit- ausreichende Elastizität- ausreichende Wärmestabilität- ausreichende Alterungsbeständigkeit
An den Prozess- ausreichende Verarbeitungszeit- ausreichende Aushärtegeschwindigkeit- ausreichende Vorbehandlung
Anforderungen an den Klebstoff
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Typische Probleme beim Kleben
Problem: Oberfläche
Problem: Klebstoffvielfalt
Problem: Klebstoffverarbeitung
Problem: Arbeitsplatzgestaltung
Problem: konstruktive Gestaltung
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Manuelle Gebinde
bei 2-Komponenten-Verarbeitung
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Härtungszeit
0 %
100 %
Zeit
Fes
tigke
it
Topfzeit
GelpunktHandfestigkeit Endfestigkeit
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Typische Probleme beim Kleben
Problem: Oberfläche
Problem: Klebstoffvielfalt
Problem: Klebstoffverarbeitung
Problem: Arbeitsplatzgestaltung
Problem: konstruktive Gestaltung
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Problem: Sauberkeit
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Problem: mangelnde Sorgfalt am Arbeitsplatz
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Problem: unbesonnener Umgang mit Klebstoffen
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Problem: Silicon (-öle)
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Problem: Silicon (-öle)
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Typische Probleme beim Kleben
Problem: Oberfläche
Problem: Klebstoffvielfalt
Problem: Klebstoffverarbeitung
Problem: Arbeitsplatzgestaltung
Problem: konstruktive Gestaltung
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Beispiel: Festigkeit
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Last „F“
Mmax = W • σ max
W = 1/6 • b • h²
Drehmoment „M“
Zug- und Scherspannungen (σ, τ)
Beispiel: Festigkeit
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Konstruktionsbeispiele: Stoß
Mb
MbFF
Quelle: Habenicht
Probleme: Biegung, geringe Klebfläche, Zugspannungen
Besser Überlappung: größere Klebfläche, Schubspannungen
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Konstruktionsbeispiele: Eckverbindungen
Quelle: Habenicht
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Konstruktionsbeispiele: Rohrverbindungen
Quelle: Habenicht
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
![Page 19: 2017 Vortrag Band DVS BV Köln [Kompatibilitätsmodus]€¦ · 3 Vortrag Kleben DVS BV Köln, 02.02.2017 DVS BV Köln, 2017 Jan 2016 Quelle: TC-Kleben Anforderungen an den Klebstoff](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041006/5eab324140d5bb1519535115/html5/thumbnails/19.jpg)
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Schadensfall: Mischverbindung
Glas-Tischplatte
Klebstoff
Al-Fuß
Auflageplatte
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
T=60°C
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Problem: Eigenspannungen
Glas-Tischplatte
0,2 m
0,9 m
Sonneneinstrahlung:
Oberflächentemperatur 40 °C
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Problem: Eigenspannungen
Glas, αGlas = 4 x 10-6 K-1
l0 = 0,2 m
Aluminium, αAl = 23 x 10-6 K-1
∆ l = ½ * (∆ lAl – ∆ lGlas)
∆ l
Der Klebstoff muss die
unterschiedlichen Ausdehnungen
kompensieren
∆ lAl = l0 * αAl * ∆ T ∆ lGlas = l0 * αGlas * ∆ T
∆ lAl
∆ lGlas
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Problem: Eigenspannungen
Sonneneinstrahlung: Oberflächentemperatur 40 °C
∆ l = 38 µm
bei einer Klebschichtdicke von d = 0,1 mm
Gleitung = 38 %
(Gleitung: Verhältnis Verschiebung/Klebschichtdicke)
Gleitfähigkeit des Klebstoffs laut Datenblatt: 20 %
d
∆ l
![Page 22: 2017 Vortrag Band DVS BV Köln [Kompatibilitätsmodus]€¦ · 3 Vortrag Kleben DVS BV Köln, 02.02.2017 DVS BV Köln, 2017 Jan 2016 Quelle: TC-Kleben Anforderungen an den Klebstoff](https://reader030.vdocuments.pub/reader030/viewer/2022041006/5eab324140d5bb1519535115/html5/thumbnails/22.jpg)
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Problem: Verfugung
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Problem: Verfugung
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Vortrag KlebenDVS BV Köln, 02.02.2017
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
von 4 mmauf 5 mm
ε = ∆l / l0
von 1 mmauf 2 mm
ε = 100 %
ε = 25 %
Problem: Verfugung
DVS BV Köln, 2017Jan 2016
Quelle: TC-Kleben
Vielen Dank für die
Aufmerksamkeit
Quelle: www.musa.at