<tr>
<td><div align="center">[[Bild:Adhesed.gif]]</div></td>
<td><div align="center">{{toc}}__TOC__</div></td>
</tr>
</table>
=Klebverbindungen= == Vorwort ==
<div style="text-align: center;">
<table width="18%" border="0" align="center">
<tr>
<td height="32" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen#5._AuslegungAuslegung.2FGestaltung.2FBerechnung:| HIER KLICKEN!]]</div></td>
</tr>
</table>
</div>
== 1. Allgemeines ==
=== <u>Geschichtliches </u>===
<p><u>Kurzer Exkurs &uuml;ber die geschichtliche Entwicklung der Klebstoffe:</u></p>
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6">&nbsp;</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6"><p>Sumerer und &Auml;gypter, benutzten f&uuml;r ihre Tempel mit Asphalt. Weitere Rohstoffe aus denen sie Klebstoff gewinnen konnten waren: Erdpech und Baumharz. </p></td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6"><p>1754</p></td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6"><p>Zum ersten Mal patentiert mal wurde ein Klebstoff ( ein Tischlerleim ) in England patentiert.</p></td>
</tr>
<tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6"><p>bis 1935 </p></td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6"><p>Entwicklung der Polyacrylate, [[Harnstoff]]-Formaldehydharze, Polyurethane, Polychloroprene </p></td>
</tr>
<tr>
</tr>
</table>
<br />
  === <u>Was versteht man eigentlich unter Kleben eigentlich ?</u>===Unter Kleben (nach [[DIN ]] 16920) ist das oftmals nicht lösbare Verbinden/[[Fügen ]] zwischen verschiedenenoder gleichen Werkstoffen/Materialien zu verstehen. Das Verbinden/[[Fügen ]] geschieht mit Hilfe eines
Klebstoffes, welcher auf die Werkstoffe/Materialien aufgetragen oder zwischen ihnen eingebracht wird.
Kleben ist somit eine feste und dauerhafte Oberflächenverbindung.
=== <u>Was ist ein Klebstoff: ?</u>===
Definition des Klebstoffes nach DIN 16920: Ein Klebstoff ist ein nichtmetallischer nicht [[metall]]ischer flüssiger, plastischer
oder fester Stoff der Fügeteile unterschiedlicher oder gleicher Materialien durch Flächenhaftung
(Adhäsion) und innerer Festigkeit (Kohäsion) zeitweise oder dauerhaft miteinander verbinden kann.
 === <u>Vorteile :</u>===
* verbinden unterschiedlicher (unterschiedlichster) Werkstoffpaarungen möglich
* Querschnittsminderung der Bauteile aufgrund von Löchern für Schraubverbindungen oder Nietverbindungen entfällt. Daraus ergibt sich u.U. auch eine Gewichtsminderung.
=== <u>Nachteile :</u>===
* häufig ist eine aufwendige Oberflächenbehandlung erforderlich
* u.U. lange Abbindezeiten bis zur Endfestigkeit der Verbindung
* vielfach Flächendruck Flächen[[druck]] und Wärme zum abbinden notwendig
* geringe Schäl-, Warm-, Dauerfestigkeit
* oft kein Zerstörungsfreies zerstörungsfreies Prüfen der Verbindung möglich
* empfindlich gegen Schlag und Stoßbelastung
<br />
== Funktionsweise von Klebstoffen ==[[Bild:Ko-ad.jpg|thumb|Abb.1 © Vieweg VerlagQuelle: RM]]2. Funktionsweise von Klebstoffen.
Wie eingangs schon erwähnt beeinflussen Adhäsion und Kohäsion die Klebeverbindung.
Unter Adhäsion versteht man hierbei die herrschenden Kräfte zwischen dem Kleber und dem [[Werkstoff]]
welcher mit dem Kleber in direktem Kontakt steht und unter Kohäsion die wirkenden Kräfte in der
Klebeschicht.
Grafik zur Verdeutlichung:
[[Bild:Ko-ad2.jpg|thumb|left|Abb.2 © Vieweg VerlagQuelle: RM]]
Da die Adhäsionskräfte nur eine minimale Reichweite haben (molekulare Größenordnung) und
Oberflächen im mikroskopischen Bereich eher zerklüftet und rauh sind, kommen sich zwei Materialien in
Spiel. Die benötigte Adhäsion ist gegeben und wenn ein Klebstoff aushärtet erhält er die nötige Kohäsion.
   == 3. Einteilung von Klebstoffen ==
Klebstoffe können nach vielen verschiedenen Gesichtspunkten eingeteilt werden. z.B.
===3.1 <u>physikalisch abbindende Klebstoffe: (Lösungsmittel-</Dispersionsklebstoffe)u>===
<p>Diese Arten der Klebstoffe sind h&auml;ufig eine L&ouml;sung von nat&uuml;rlichen und makromolekularen Grundstoffen (z.B. [http://de.wikipedia.org/wiki/Kunstharz#Kunstharz Kunstharze], [http://de.wikipedia.org/wiki/Cellulosenitrat Nitrozellulose ] oder [http://de.wikipedia.org/wiki/Kautschuk Kautschuk]) in organischen L&ouml;semitteln (insb. [[Kohlenwasserstoffe|Kohlenwasserstoffe]])&nbsp; bzw. Dispersionsmittel.</p>
<p>
Die Klebeschicht entsteht durch physikalische Vorg&auml;nge wie das Abl&uuml;ften des [[L&ouml;sungsmittels sungsmittel]]s vor dem [[F&uuml;gen]], erstarren der Klebstoffschmelze oder Gelieren (bei einem mehrphasigen System).</p>
<p>
Diese Kleber sind besonders geeignet um [[Metalle ]] (undurchl&auml;ssiges Werkstoffe) mit por&ouml;sen Werkstoffen wie z.B. Holz zu verbinden. Hingegen sind sie ungeeignet um zwei undurchl&auml;ssige Werkstoffpaarungen wie z.B. [[Metall ]] &ndash; [[Metall ]] zu verbinden, da bei gr&ouml;&szlig;eren Klebefl&auml;chen ein ausreichendes Abl&uuml;ften und somit eine gute Bindung nicht m&ouml;glich ist. </p>
<p>
Physikalisch abbindende Klebstoffe sind thermoplastisch und sind somit w&auml;rmeempfindlich, sie haben eine erh&ouml;hte Kriechneigung und sind anf&auml;lliger gegen L&ouml;sungsmittel als chemisch abbindende Klebstoffe.<br />
Sie werden unterteilt in:</p>
<p><br />
<em><u>Kontaktklebstoff:</u></em> wird beidseitig auf die Oberfl&auml;chen aufgetragen und nach Abl&uuml;ften des L&ouml;sungsmittels innerhalb der Kontaktklebzeit (Herstellerangaben beachten) unter (starkem) [[Druck ]] gef&uuml;gt.</p>
<p><br />
<em><u>Schmelzklebstoff:</u></em> wird in geschmolzenem Zustand ca. 150&deg;C &ndash; 190&deg;C aufgetragen und die Teile m&uuml;ssen vor erstarren der &bdquo;Schmelze&ldquo; gef&uuml;gt werden. (Bp. Heissklebepistole)</p>
</table>
<br />
=== 3.2 chemisch abbindende Klebstoffe: (Reaktionsklebstoffe)===
===<u>chemisch abbindende Klebstoffe: (Reaktionsklebstoffe)</u>=== <p>Reaktionsklebstoffe sind &nbsp;Klebstoffe, die durch zugesetzten H&auml;rter ([[Katalysator]]) oder weitere Komponenten [[chemische Reaktionen ]] ausl&ouml;sen, und somit sehr feste und dauerhafte Verbindungen eingehen. Meist werden Reaktionsklebstoffe aus zwei Stoffen zusammengemischt Grundstoff (Bindemittel) und H&auml;rter ([[Katalysator|Katalysator]]) daher werden sie auch Zwei-Komponenten-Kleber genannt. (bestehend aus Epoxidharzen, Acrylatharzen und weiteren Harzen). Weiter gibt es bei den Reaktionsklebstoffen die Gruppe der &bdquo;Ein-Komponentenklebstoffe&ldquo; aus Cyanacrylat. ([[Sekundenkleber]]) Diese Klebstoffe ben&ouml;tigen eine &bdquo;unsichtbare&ldquo; zweite Komponente, die Feuchtigkeit, die sie aus der Umgebungsluft beziehen. Im Allgemeinen gilt das abbinden der Reaktionsklebstoffe wird durch einen Katalysator, einwirken erh&ouml;hter Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder durch entziehen des Sauerstoffes (anaerob) in gang gesetzt.<br>
<br>
Da Reaktionsklebstoffe keine [[L&ouml;sungsmittel ]] enthalten sind sie deshalb besonders geeignet f&uuml;r glatte, nicht por&ouml;se und feste Materialien wie z.B. [[Glas]], [[Metalle]], Keramik, [[Kunststoffe ]] und Gummi. Die Klebestellen sollten aber vor dem F&uuml;gen durch anschleifen von anhaftenden Oxidschichten befreit werden. Insbesondere gilt dies f&uuml;r Gummi, da es durch Einwirkung von [http://de.wikipedia.org/wiki/Ultraviolettstrahlung UV-Strahlen ] und [[Ozon|Ozon ]] gesch&auml;digt wird und keine klebef&auml;hige Schicht mehr hat. <br> Da die Abbindung u.U. Tage dauert ist es sinnvoll eine weitere dritte Komponente einen Beschleuniger hinzuzuf&uuml;gen.<br>
<br>
Reaktionsklebstoffe werden unterteilt in:</p>
<p><br>
<em><u>Polymerisationsklebstoffe: </u></em><strong></strong>(Ein- oder Zweikomponentenkleber) Die Polymerisation wird durch die Reaktion mit dem [[Katalysator |Katalysator]] ausgel&ouml;st. Bei den anaerob abbindenden Klebstoffen bleibt die Reaktion aus, solange der [[Katalysator|Katalysator ]] im Fl&uuml;ssigen Klebstoff mit Sauerstoff in Ber&uuml;hrung kommt. Durch die Katalysatormenge und Temperatur&auml;nderungen ist die Reaktionszeit beeinflussbar.</p>
<p><br>
<em><u>Polyadditionsklebstoffe: </u></em><strong></strong>(Ein- oder Mehrkomponentenkleber) Durch die Reaktion von mindestens zwei chemisch unterschiedlichen und reaktionsf&auml;higen Stoffen, welche im [[Stöchiometrie|st&ouml;chiometrischen ]] Verh&auml;ltnis miteinander gemischt werden entstehen diese Klebstoffe.<strong></strong></p>
<p><br>
<em><u>Polykondensationsklebstoffe</u></em><em>:</em> reagieren bei einem Anpressdruck &ge;0,4 N/mm2 unter abspalten fl&uuml;chtiger Stoffe und einer Abbindetemperatur von ca. 120&deg;C bis 160&deg;C.</p>
<td width="15%" valign="top"><p align="center">warm</p></td>
<td width="15%" valign="top"><p>&nbsp;</p></td>
<td width="17%" valign="top"><p align="center">[[Metalle]], Keramik, <br>
Kunststoffe</p></td>
</tr>
<td width="15%" valign="top"><p align="center">kalt</p></td>
<td width="15%" valign="top"><p>&nbsp;</p></td>
<td width="17%" valign="top"><p align="center">[[Metalle]], Keramik, <br>
Kunststoffe</p></td>
</tr>
<td width="15%" valign="top"><p align="center">Kalt</p></td>
<td width="15%" valign="top"><p>&nbsp;</p></td>
<td width="17%" valign="top"><p align="center">[[Metalle]], Keramik, <br>
Kunststoffe</p></td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top"><p align="center">[http://de.wikipedia.org/wiki/Cyanoacrylate Cyanacrylate]</p></td>
<td width="17%" valign="top"><p>&nbsp;</p></td>
<td width="16%" valign="top"><p align="center">1</p></td>
<td width="15%" valign="top"><p align="center">Kalt</p></td>
<td width="15%" valign="top"><p>&nbsp;</p></td>
<td width="17%" valign="top"><p align="center">[[Metalle]], Keramik, <br>
Kunststoffe, Gummi</p></td>
</tr>
<td width="15%" valign="top"><p align="center">Kalt</p></td>
<td width="15%" valign="top"><p>&nbsp;</p></td>
<td width="17%" valign="top"><p align="center">[[Metalle]]</p></td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top"><p align="center">Harnstoff<br>
Formaldehyd</p></td>
<td width="17%" valign="top"><p align="center">+[[Styrol ]] oder <br>
Methacrylate</p></td>
<td width="16%" valign="top"><p align="center">2</p></td>
<td width="15%" valign="top"><p align="center">bleiben in der <br>
Klebeschicht</p></td>
<td width="17%" valign="top"><p align="center">[[Metalle]], Keramik,&nbsp; <br>
Kunststoffe</p></td>
</tr>
<br />
==4. Klebverbindungen herstellen:==
Aufgrund der großen Vielfalt von Klebstoffen mit ihren unterschiedlichen Eigenschaften kann man nur
allgemeine Richtlinien angeben. Für die richtige Verarbeitung und Anwendung eines Klebstoffes sind
immer die Herstellerangaben zu beachten.
===4.1 <u>Vorbehandlung:</u>===
<p>&nbsp;</p>
<td width="73%" valign="top"><p>Um eine m&ouml;glichst hohe Adh&auml;sion des Klebstoffes zu erreichen m&uuml;ssen die Oberfl&auml;chen der zu f&uuml;genden Teile von Schmutz, Rost, Oxidschichten und Fett befreit werden. Zu glatte Oberfl&auml;chen m&uuml;ssen vor dem verkleben/f&uuml;gen durch abschmirgeln oder sandstrahlen angeraut werden. </p>
<p></p></td>
<td width="27%">[[Bild:Tabelle1.jpg|thumb|Haftgrundbehandlung versch. Werkstoffe © Vieweg VerlagQuelle: RM]]</td>
</tr>
</table>
=== 4.2 <u>Klebvorgang: </u>===
<p>Hier gilt auch die Herstellerangaben unbedingt beachten um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Im Normalfall werden [[L&ouml;semittelhaltige semittel]]haltige Klebstoffe entsprechend der Konsistenz beidseitig mit Pinsel oder Spachtel auf die F&uuml;geteile aufgetragen, Dann sollten die F&uuml;geteile eine Zeit &bdquo;ruhen&ldquo;, damit ein Gro&szlig;teil des [[L&ouml;semittels semittel]]s verdunsten und der Grundstoff sich durch Adh&auml;sion mit der Oberfl&auml;che verbinden kann. Nach gen&uuml;gender Abbindung des Klebstoffes werden beide F&uuml;geteile unter [[Druck ]] zusammengef&uuml;gt. Nun wird die Verbindung durch Koh&auml;sion in der Klebeschicht hergestellt. Die Klebeschicht ist in der Regel nach ein bis zwei tagen aufgrund des Verdunstens des L&ouml;semittels vollst&auml;ndig abgebunden.</p>
<p><br>
Bei Reaktionsklebstoffen wird das Gemisch aus den Komponenten einseitig auf eines der F&uuml;geteile, mit der vorbereiteten Oberfl&auml;che, aufgetragen (entsprechend des Klebstoffes auch gestreut oder bei Klebefolien aufgelegt). Die Teile k&ouml;nnen in der Regel sofort gef&uuml;gt werden, da ja kein [[L&ouml;semittel ]] verdunsten muss. Entsprechend des Klebstoffes erfolgt das Abbinden mit oder ohne [[Druck]]/W&auml;rmeeinfluss innerhalb weniger Minuten (Warmklebstoffen) oder in mehreren Tagen (Kaltklebstoffe).</p>
<p><br>
''Man sollte immer nur soviel Klebstoff anmischen wie gebraucht wird bzw. soviel wie w&auml;hrend der Tropfzeit verarbeitet werden kann, da die Reaktion sofort nach dem vermischen der Komponenten einsetzt.''
=== 4.3 <u>Nachbehandlung: </u>===
Je nach Einsatz der Werkstücke und des verwendeten Klebstoffes müssen die Klebefugen nachbehandelt
werden. Dies geschieht durch einfaches Entfernen von Kleberesten (sofern nicht schon beim Kleben
geschehen) durch abschmirgeln/-schleifen bis hin zum Lackieren der Fugen. Das versehen mit
Lacküberzügen ist besonders bei vielen Reaktionsklebern wichtig, da sie oftmals wasserempfindlich sind.
<br />
<br />
 
 
== '''5. Auslegung/Gestaltung/Berechnung:''' ==
Grundsätzlich gilt:
[[Bild:bsp.jpg|thumb|Weitere Beispiele einer klebgerechten Konstruktion]]
Folgernd lässt sich sagen:
<br />
In Bezug auf auftretende Kräfte:
 
* '''Bevorzugt sollten Klebverbindungen auf Druck/Zug oder Scherung belastet werden.
*Biege- und Schälbelastungen sollten vermieden werden.'''<br />In Bezug auf Abmessungen:
In Bezug auf Abmessungen:
* '''Je grösser die Kraft ist die übertragen wird, desto grösser muss die Klebefläche sein.'''
<br />
<br /><br /><br /><br /> === 5.1 Berechnungsgrundlagen :===
<div align="center">
Wichtige Kenngrössen und deren Berechnung:
* '''Bindefestigkeit: ''' ''(die wohl wichtigste Kenngrösse)''Verweis: RM FS 4-1
Sie ist das Verhältnis zwischen Zerreißkraft (Bruchlast) zur Klebfugenfläche. Statische Bindefestigkeit.
* '''Schälfestigkeit:''' Verweis: RM FS 4-3
Sie ist der Widerstand gegen Schälbeanspruchung in N je mm Klebfugenbreite.
[[Bild:sf.jpg]]
* '''Zeitstands- und Dauerfestigkeit:''' Verweis: RM FS 4-2
Klebverbindungen, welche dauerbelastet werden neigen zur plastischen Verformung. Bei zeitstandsbelasteten Verbindungen kann bereits eine wesentliche geringere Belastung zum Bruch führen. Somit berechnet man die dynamische Bindefestigkeit folgendermaßen:
</tr>
</table>
<br />
Mit ausreichender Genauigkeit wird die unter der Belastung F bzw. T auftretende Beanspruchung als gleichmässig
verteilte Nennspannung berechnet.<br />
(Siehe Grafik / Formeln 5.3, 5.4, 5.5) Diese werden den zulässigen Spannungen gegenübergestellt.
 
Für den zugbeanspruchten Stumpfstoß gilt:
 
[[Bild:sigmak.jpg]] Verweis: RM 5.3
 
 
Für den zugscherbeanspruchten Überlappstoß gilt:
 
[[Bild:tauk.jpg]] Verweis: RM 5.4
 
 
Für die in Umfangsrichtung schubbeanspruchte Rundklebung gilt:
 
[[Bild:tauk2.jpg]] Verweis: RM 5.5
 
===<u>Aufgaben:</u>===
 
 
====Aufgabe 1:====
<br />
<br />
<table width="72%" height="1" border="3" align="center">
<tr>
<td colspan="3"><p><strong>Berechnungsaufgabe 1:</strong></p>
<p> Bei einem Zugversuch an einem Pr&uuml;fstab (siehe Grafik) ergibt sich eine Bruchlast F<sub>m</sub>=5200N.<br />
Wie gro&szlig; ist die Bindefestigkeit &tau;<sub>KB</sub> des verwendeten Reaktionsklebstoffes ? </p></td>
</tr>
<tr>
<td colspan="3"><div align="center">[[Bild:Kleb-aufg1a.JPG]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td><div style="text-align: center;">
[[Klebverbindungen: Hilfen zum Lösungsweg|Hinweise zur L&ouml;sung]]
</div></td>
<td><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe1|L&ouml;sung]]</div></td>
<td><div style="text-align: center;">
Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]
</div></td>
</tr>
</table>
<br />
<br />
<br />
 
====Aufgabe 2:====
<br />
<br />
<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2"><p><strong>Berechnungsaufgabe 2:</strong></p>
<p>Bei einem Sch&auml;lversuch an dem Pr&uuml;fk&ouml;rper war zum Einrei&szlig;en der</p>
<p>Klebverbindung eine Kraft F<sub>1</sub>=450N und zum fortlaufenden Sch&auml;len</p>
<p>die Kraft F<sub>2</sub>=180N erforderlich.</p>
<p>Zu ermitteln sind:</p>
<p> a: die absolute Sch&auml;lfestigkeit &sigma;_abs</p>
<p>b: die relative Sch&auml;lfestigkeit &sigma;_rel</p></td>
<td width="34%"><div align="center">[[Bild:Kleb-aufg2a.jpg]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td width="31%"><div align="center">
[[Klebverbindungen: Hilfen zum Lösungsweg|Hinweise zur L&ouml;sung]]
</div></td>
<td width="25%"><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe2|Lösung]]</div></td>
<td><div align="center">Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]</div></td>
</tr>
</table>
<br />
<br />
 
====Aufgabe 3:====
 
<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2" valign="top"><p>'''Berechnungsaufgabe 3:'''</p>
<p>Das Ende eines Wasserrohres aus [http://de.wikipedia.org/wiki/Polyvinylchlorid Polyvinylchlorid] (PVC) mit Außendurchmesser da=63mm und einer Wandst&auml;rke von t = 3mm wird mit einer Kappe verschlossen, welche aufgeklebt werden soll. Es ist zu ermitteln ob die Klebverbindung bei einem maximalen Wasserdruck von p = 4 bar sicher h&auml;lt, wenn die Bindefestigkeit des Klebers bei 20mm &Uuml;berlappungsl&auml;nge &tau;<sub>KB</sub>= 8 N/mm2 betr&auml;gt. Sicherheit 1,5-2,5. </p></td>
<td width="44%"><div align="center">[[Bild:Kleb-aufg3a.jpg]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td width="31%" valign="top"><div align="center">
[[Klebverbindungen: Hilfen zum Lösungsweg|Hinweise zur L&ouml;sung]]
</div></td>
<td width="25%"><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe3|L&ouml;sung]]</div></td>
<td><div align="center">Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]</div></td>
</tr>
</table>
<br />
<br />
== 6. Festigkeit und Einflüsse darauf: ==
Die Festigkeit von Klebverbindungen ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Hier gilt angaben des
Herstellers beachten. Bp.
* Vorbereitung
* Umwelteinflüsse
<br />
Es gibt mehrere Faktoren die die Festigkeit der Klebverbindung beeinflussen:
* Korrosionsbeständigkeit[[Korrosion]]sbeständigkeit
* Alterungsbeständigkeit/Zeit
* Warmfestigkeit
 
 
<table width="100%" border="0">
<tr>
<td height="107" valign="top"><ptable width="98%" border="0"> <tr> <td>'''Korrosionsbest&auml;ndigkeit:''' Reaktionsklebstoffe sind im Allgemeinen best&auml;ndiger als L&ouml;sungsmittelklebstoffen gegen&uuml;ber [[L&ouml;sungsmitteln sungsmittel]]n (z.B. [[Alkohol]], [[Aceton]], [[Benzin]], etc.) und anderen Fl&uuml;ssigkeiten (z.B. &Ouml;le, [[S&auml;urenure]]n, Laugen[[Lauge]]n, etc.) Bei Einwirkung von Wasser &uuml;ber einen l&auml;ngeren Zeitraum ergeben sich jedoch Festigkeitsminderungen (verst&auml;rkt noch durch W&auml;rmeeinwirkung) durch Beeintr&auml;chtigung der Adh&auml;sion und Koh&auml;sion.</ptd> </tr> </table>
</td>
<td valign="top"><div align="left">Die Abbildung zeigt Das Festigkeitsverhalten eines Klebstoffes (Sicomet-Standard) bei verschiedenen Umwelteinfl&uuml;ssen &uuml;ber einen gr&ouml;sseren Zeitraum.</div></td>
</tr>
<tr>
<td height="107" valign="top"><ptable width="98%" border="0"> <tr> <td>'''Alterungsbest&auml;ndigkeit:''' bei Metallklebungen [[Metall]]klebungen ist abh&auml;ngig von der Art des verwendeten Klebstoffes, den zu f&uuml;genden Materialien, der Vorbehandlung der Oberfl&auml;che und besonders von sch&auml;digenden Umwelteinfl&uuml;ssen. Die warmabbindenden Klebstoffe sind in der Regel best&auml;ndiger als kaltabbindende Klebstoffe. Direkt nach dem Abbinden besitzen die Klebstoffe die gr&ouml;&szlig;te Bindefestigkeit, daraufhin stellt sich jedoch ein u.U. &uuml;ber l&auml;ngeren Zeitraum andauernder Festigkeitsabfall ein.</ptd> </tr> </table> </td> <td rowspan="2" valign="top"><div align="left" style="text-align: center;"> <div align="center">[[Bild:Korrosion-kl.jpg|thumb||left|Korrosion © Vieweg VerlagQuelle: RM]] </div> </div></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td height="93"><ptable width="98%" border="0"> <tr> <td>'''Warmfestigkeit:''' Klebstofffestigkeit ist stark Temperaturabh&auml;ngig. Auch hier zeigen die warmabbindenden Klebstoffe ein besseres verhalten als die kaltabbindenden. Je nach Klebstoffsorte l&auml;sst sich kurzzeitige Best&auml;ndigkeit bis zu +350&deg;C realisieren, zu ber&uuml;cksichtigen ist dabei jedoch ein Festigkeitsverlust. In der Regel liegt die zul&auml;ssige Dauertemperatur zwischen ca. +80&deg;C und +150&deg;C.</p> </td> </tr> </table>    === 6.1 Zugversuch === Um die Festigkeit einer Klebverbindung zu demonstrieren wird ein Zugversuch durchgeführt. <table width="64%" border="2" align="center"> <tr> <td><div align="center">321</div></td> </tr> <tr> <td><div align="center">4321</div> </td>
</tr>
</table>
<div align="center"></div>
 
6.4 Versuch:
Ermittlung der Festigkeit mehrerer Klebeverbindungen.
Proben:
Prüfkörper: AlMg3 Sandgestrahlt 80x40x3 / 80x40x2
Klebstoff UHU Plus Endfest 300
Bedingungen:
Aushärtung des Klebstoffes bei verschiedenen Temperaturen:
20°C – 24 Stunden
70°C – 50 Minuten
180°C – 10 Minuten
Auftragsfläche ca. 40x15 mm ( 600mm2) / für 180°C zusätzlich 40x20 mm (800mm2)
Unverklebte Probenkörper Flachzugprobe 40x80x145
Durchführung: folgt nach versuchsende….
== 7. Anwendungsgebiete und Belastbarkeit: ==
So vielfältig die Welt der Klebstoffe ist so vielfältig sind auch ihre Anwendungsgebiete. Man kann sagen,
dass für so ziemlich jede Anwendung ein spezieller Klebstoff erhältlich ist. Hauptanwendungen in
Werkstätten sind
* [[Schraubenverbindungen|Schraubensicherung]]
* Verbinden von Werkstücken verschiedenster Materialien
* Verbinden von [[Achsen%2C_Wellen_und_Zapfen#Wellen|Wellen]]/Naben* FlächendichtungenFlächen[[dichtungen]]
Auch bei der Belastbarkeit muss man sich an die Vorgaben zum Verarbeiten des Klebstoffes halten um
eine optimale Verbindung zu erhalten. (siehe [[Klebverbindungen#5._Auslegung.2FGestaltung.2FBerechnung:| Zugversuch]])
==Gefahren von Klebstoffen für den Menschen: ==
8. Berechnung von Klebverbindungen:
Eine optimale Bemessung und Berechnung erweist sich aufgrund von sehr vielen Einflussfaktoren welche
vom verwendeten Klebstoff abhängen als schwierig. Daher sind Berechnungen nur Richtwerte.
Bindefestigkeit (Zug-Scherfestigkeit)𝜏𝐾𝐵 : sie ist die wichtigste Kenngröße für die Berechnung einer
Klebverbindung. Sie ist das Verhältnis der Zerreißkraft Fm zur Klebefugenfläche AK.
Schälfestigkeit: ist der ungünstigste Faktor einer Klebverbindung und muss/sollte konstruktiv vermieden
werden. Berechnet wird der Widerstand gegen Schälbeanspruchung
Formeln : (RM TB s.24-26)
AKl mm2 Klebfugenfläche S 1 Sicherheit
b mm Klebfugenbreite σ N/mm Schälfestigkeit
F N Schälkraft σabs N/mm abs. Schälfestigkeit
Fm N Zerreißkraft σKB N/mm2 Zugfestigkeit
Fmax N Max. übertragb. Kraft τKB N/mm2 Zugscherfestigkeit
lü Mm Überlappungslänge
t mm kleinste Bauteildicke
Berechnungsaufgabe 1:
Bei einem Zugversuch am Prüfstab ergab sich eine Bruchlast Fm=5200N. Wie groß ist die Bindefestigkeit
τKB des verwendeten Reaktionsklebstoffes.
Lösung:
Berechnungsaufgabe 2:
Bei einem Schälversuch an dem Prüfkörper
war zum Einreißen der Klebverbindung
eine Kraft F1=450N und zum fortlaufenden
Schälen die Kraft F2=180N erforderlich.
Zu ermitteln sind:
A: die absolute Schälfestigkeit σabs
B: die relative Schälfestigkeit σrel
Lösung:
Berechnungsaufgabe 3
Das Ende eines Wasserrohres aus Polyvinylchlorid (PVC) mit
Aussendurchmesser da=63mm und einer Wandstärke von
t=3mm wird mit einer Kappe verschlossen, welche aufgeklebt
werden soll. Es ist zu ermitteln ob die Klebverbindung bei
einem maximalen Wasserdruck p = 4 bar sicher hält, wenn die
Bindefestigkeit des Klebers bei 20mm Überlappungslänge.
τKB = 8 N/mm2 beträgt. Standard Sicherheit 1,5-2,5.
(Druck siehe auch TB s.42)
Lösung
Extra Berechnungsaufgabe:
Für die Klebverbindung eines Zahnrades mit einem Wellenzapfen ist ein Kaltkleber
verwendet worden, der bei der verwendeten Werkstoffpaarung eine statische
Bindefestigkeit τKB =15 N/mm2 hat.
Welche Leistung in kW kann von der Verbindung bei einer Drehzahl n=125 min-1
übertragen werden.
Lösung
 
== 9.Gefahren von Klebstoffen für den Menschen ==
 
Das Hauptproblem des Klebens, stellen die Lösungsmittel dar. Weitere enthaltene Problemstoffe sind
Fungizide (pilzabtötende Stoffe), Konservierungsmittel oder Weichmacher.
 
Die größte Gefahr geht aber in erster Linie von den leichtflüchtigen Anteilen des Klebstoffes aus, welche je
nach individueller Empfindlichkeit und Vorschädigung bei häufigerem Kontakt äußerst schwerwiegende
Krankheiten und Zerstörungen anrichten können. Das Spektrum geht von Schleimhautreizungen über
Kopfschmerzen, Übelkeit bis hin zur krebserregenden Wirkung einiger Komponenten und Schädigung von
Leber und Niere (Entgiftung).
Daher müssen bei der Verwendung von Klebstoffen eine ganze Reihe von Vorsichtsmaßnahmen und
Richtlinien beachtet werden.
<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="69%" valign="top">Das Hauptproblem des Klebens, stellen die [[L&ouml;sungsmittel]] dar. Weitere enthaltene Problemstoffe sind (pilzabt&ouml;tende Stoffe), Konservierungsmittel oder Weichmacher. Die gr&ouml;&szlig;te Gefahr geht aber in erster Linie von den leichtfl&uuml;chtigen Anteilen des Klebstoffes aus, welche je nach individueller Empfindlichkeit und Vorsch&auml;digung bei h&auml;ufigerem Kontakt &auml;u&szlig;erst schwerwiegende Krankheiten und Zerst&ouml;rungen anrichten k&ouml;nnen. Das Spektrum geht von Schleimhautreizungen &uuml;ber Kopfschmerzen, &Uuml;belkeit bis hin zur krebserregenden Wirkung einiger Komponenten und Sch&auml;digung von Leber und Niere (Entgiftung). Daher m&uuml;ssen bei der Verwendung von Klebstoffen eine ganze Reihe von Vorsichtsma&szlig;nahmen und Richtlinien beachtet werden.
* Absauganlagen bzw. ausreichende Lüftung
* Körperschutz (Persönliche Schutzausrüstung)
* Lagerung in überschaubaren Mengen
* Beachten der Warnhinweise des Herstellers ([[R-Sätze]] und [[S-Sätze]])
<br />
Informationen über den sicheren Umgang mit Klebstoffen kann man bei jedem Klebstoffhersteller anfordern.</td>
<td width="31%"><div align="center">[[Bild:warn.jpg|thumb|Beispiel für Warnhinweise.]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td colspan="2"></td>
</tr>
</table>
== Besondere Anwendungen von Klebstoffen ==
* Experiment: [[Sekundenkleber in der Kriminalistik]]
Beispiel für Warnhinweise[[Bild== Fragen:warn.jpg]]==
Zum Abschluss noch ein paar einfache Fragen zum Thema Klebverbindungen:
<br />
<br />
<table width="89%" border="1" align="center">
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">1. Welche Kr&auml;fte wirken beim Kleben? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_1:|Antwort]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">2. Wof&uuml;r sind physikalisch abbindende Klebstoffe geeignet und w&ouml;f&uuml;r &uuml;berhaupt nicht? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_2:|Antwort]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">3. Wie sollten Klebverbindungen vorbereitet werden ? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_3:|Antwort]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">4. Was ist bei der Berechnung von Klebverbindungen zu beachten? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_4:|Antwort]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">5. Was ist Dir &uuml;ber Anwendungsgebiete von Klebstoffen bekannt und deren Festigkeit? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_5:|Antwort]]</div></td>
</tr>
</table>
<br />
<br />
Informationen über den sicheren Umgang mit ==Normung:===== DIN-Normen===[[DIN]] 8593-8 Fertigungsverfahren [[Fügen]]; Kleben; <br />[[DIN]] 16920 Klebstoffe und Klebstoffverarbeitung<br />[[DIN]] 16921<br />[[DIN]] EN 923 Definition von Klebstoffen kann man bei jedem Klebstoffhersteller bzw.und Benennungen <br />Lieferanten anfordern.[[DIN]] EN ISO 9664<br />
== 10. Besondere Anwendungen: == Cyanacrylatklebstoff besser bekannt als Sekundenkleber ist ein 1-Komponentenkleber, welcher binnenkürzester Zeit Abbindet. Bei dem Abbindevorgang entstehen dämpfe mit deren Hilfe man Fingerabdrückesichtbar machen kann. Dieses verfahren wurde und wird in der Kriminalistik auch heute noch angewendet.VersuchGeräte und Chemikalien:Becherglas 250ml, Aluminiumfolie, kleine Aluminiumschale (gefertigt aus der Aluminiumfolie), Cyanacrylat(Sekundenkleber), Polyethylenfolie (Frischhaltefolie), Heizschrank (ca. 60°C vorgeheizt), Gummiband, Spritze 2ml,Einweg Handschuhe. Zange ( Pinzette)Sicherheit:Cyanacrylat ist reizend (Xi), kann innerhalb von Sekunden Haut und Augenlider verkleben. In gutgelüfteten Räumen verarbeiten.Durchführung:Auf ein ca. 10x10 cm großes Stück Pe oder Aluminium Folie wird mittig ein oder mehrere Fingerabdrückedurch anfassen bzw. berühren der Folie mit der Fingerkuppe, aufgebracht ggf. kann man den Bereich miteinem Edding markieren.Aus einem weiteren Stück Aluminiumfolie wird eine kleine schale geformt in welche später der Klebstoffeingefüllt wird. Größe: ca. 10mm Durchmesser, Höhe ca. 5mm Wichtig! ist, das der Boden der schalekeine löcher aufweist wo Kleber entweichen kann.Mit der Spritze werden ca. 2ml Wasser in das Becherglas gegeben.In die Aluminiumschale wird eine ca. erbsengroße Menge Cyanacrylat gegeben !!ACHTUNG!! Die schalewird vorsichtig in das Becherglas gestellt. (Pinzette, Zange)Mit der Vorbereiteten Pe bzw. Aluminiumfolie wird das Becherglas verschlossen und mit einemGummiband fixiert. Die Folie ist so aufzulegen, das die Oberfläche mit dem Fingerabdruck nach innenZeigt.Man stellt nun das Gefäß in den Heizschrank bei ca. 60°C und für eine Dauer von ca. 20-30 MinutenBeobachtung:Fingerabdrücke werden als weißes Muster auf der Folie sichtbar. (siehe Foto)Durch Cyanacrylat sichtbar gemachte Fingerabdrücke==11. Normung:=====11.1: DIN-Normen===DIN 8593-8<br />DIN 16920<br />DIN 16921<br />DIN EN 923<br />DIN EN ISO 9664<br />===11.2: VDI-Richtlinien:===
VDI 3821 Kunststoffkleben<br />
VDI 2229 Metallkleben[[Metall]]kleben<br /><br />
Alle DIN-Normen/VDI-Richtlinien kann man beim [http://www.beuth.de BEUTH Verlag] bzw. bei [http://www.vdi.de VDI] beziehen.
==12. Weblinks:==
Hersteller:
*- [http://www.klebstoffe.com/index_02.htm Industrieverband Klebstoffe]
*- [http://video.tu-clausthal.de/vorlesungen/imw/ml1-ws0405/23112004/ml1-23112004.html TU-Clausthal] (Folie 23: Löt und Klebverbindungen)
*- [http://www.ifam.fraunhofer.de/index.php?seite=/2804/ Fraunhofer IFAM]
*- …
==13.Quellen ==
Quellen
*Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007,
*Fertigungstechnik 2, Handwerk + Technik GmbH, 10. Auflage,
ISBN 978-3-582-02313-1
*Tabellenbuch [[Metall ]] 43. Auflage mit Formelsammlung
ISBN 3-8085-1723-9
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== Download ==
 
Dieser Artikel/Aufgaben und Lösungen stehen euch auch als *.pdf Dokument zur Verfügung.
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1. [[Media:Klebverbindungen.pdf‎|Klebverbindungen]]
2. [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]]</p>
<p>3. [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen zu den Aufgaben]]</p>
<p>4. [[Media:Cyanacrylatversuch.pdf|Experiment Cyanacrylat/Fingerabdruck]]</p>
<br />
 
[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
[[Kategorie:Fertigungstechnik]]
 
--[[Benutzer:Jens|Jens]] 19:53, 11. Okt. 2008 (CEST)
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==Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2-2007==
# [[Media:100422_JB_Klebverbindungen.ppt]]
# [[Media:100422_JB_Klebverbindungen.doc]]
# [[Media:100422_JB_Berechnung_und_Übungsaufgaben_1.doc]]
# [[Media:100422_JB_Berechnung_und_Übungsaufgaben_2.doc]]
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Klebverbindungen

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