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Rapid Prototyping

2012-01-04T20:40:47Z

JBO: /* ''Weiterführende Literatur'' */

[[Bild:Rapid_Prototyping.jpg|thumb|left|800x800px|Rapid Prototyping]]

<div style="text-align: center;">
== '''Einleitung''' ==
</div>

<div style="text-align: center;">
{{Mark
|Rapid Prototyping (deutsch: "schneller Prototypenbau")}}
</div>

Die menschliche Vorstellungskraft ist nur sehr begrenzt.
Ab einer gewissen Komplexität ist es uns schlichtweg unmöglich, Gegenstände räumlich vorzustellen. Hier kommt das Rapid Prototyping (RP) Verfahren zum Einsatz. Beim Rapid Prototyping handelt es sich um sogenannte [[generative Fertigungsverfahren]].
Bei diesem [http://de.wikipedia.org/wiki/Urformverfahren Urformverfahren], werden die Werkstücke schichtenweise aufgebaut aus formlosem oder formneutralem Material unter Nutzung physikalischer und/oder chemischer Effekte, ganz im Gegensatz zu der Zerspanung, wo die Bauteile durch einen Werkstoffabtrag entstehen.
Grundvoraussetzung für diesen Schichtenauftrag ist die lückenlose Volumenbeschreibung anhand von 3D-CAD Konstruktionsdaten des Bausteils.
Rapid-Prototyping-Verfahren sind somit Fertigungsverfahren, die das Ziel haben, vorhandene CAD-Daten möglichst schnell und ohne manuelle Umwege direkt und schnell in Werkstücke umzusetzen.
Wenn diese Grundvoraussetzungen vorhanden sind, kann ein Prototyp innerhalb von nur Minuten gefertigt werden.
Die geistige Vorstellungskraft erhält somit eine Unterstützung des Tast- und Sehsinnes, so wie es die Menschen von der natürlichen Betrachtung seit Jahrtausenden jeglicher Art gewohnt sind.
Entwickler und Konstrukteure haben vor allem ein Anliegen: Sie möchten sich voll auf ihre zu entwickelnden Produkte konzentrieren und daher ihre Entwürfe schnell und gezielt ausprobieren. Und zwar nicht nur visuell am CAD System, sondern an einem physischen 3D-Modell.
 
Frei nach dem Motto:
 
<div style="text-align: center;">
{{Mark
|Eine Zeichnung sagt mehr als tausend Worte, aber ein 3D-Modell sagt mehr als tausend Zeichnungen.}}
</div>
 
 
 
----

<div style="text-align: center;">

== '''Grundkenntnisse''' ==
</div>
[[Bild:CAD Arbeitsplatz.JPG|thumb|right|200x200px|CAD Arbeitsplatz]]

Nach der Entwicklung der [http://de.wikipedia.org/wiki/Computer_Aided_Design CAD] /[http://de.wikipedia.org/wiki/Computer_Aided_Manufacturing CAM] -Technologien und der immer stärkeren Verbreitung von PC basierenden 3D-Programmiersystemen, ist der Grundstein für die direkte Modellherstellung auf der Basis von 3D-CAD Konstruktionsdaten gelegt wurden. Diese Modellherstellungsmethode wird von dem Rapid Prototyping-Verfahren, ein Oberbegriff für die schnelle Herstellung von Modellen und Prototypen, konsequent genutzt. Beim Rapid Prototyping kann auf den Einsatz von Formen und Werkzeugen verzichtet werden. Kompliziert geformte Bauteile, auch mit Hinterschneidungen und Hohlräumen, können mit diesem Verfahren innerhalb kürzester Zeit, d. h. in wenigen Stunden, aufgebaut werden. Die hierdurch erzielten Kosten- und Zeitreduzierung machen die Prototypenfertigung auch für kleine und mittelständische Unternehmen immer interessanter. Neben der schnellen Verfügbarkeit von Prototypen ist auch die Möglichkeit der kurzfristigen Änderungen und Verbesserungen während der Entwicklung gegeben. Bei allen bislang bekannten Verfahren zur Urmodellherstellung im Rahmen des Rapid Prototyping-Prozesses ist der generelle Ansatz das schichtweise Aufbauen von Bauteilen. Ein komplexes 3D-Volumenkörper wird dabei in viele einfache 2D-Schichten zerlegt. Das Modell wird dann schichtweise aufgebaut, wobei die Schichtdicke konstant bleibt. Sie beträgt je nach Verfahren 20 ... 300µm. Als Materialien für die Modelle stehen verschiedene Rohstoffe zur Verfügung, wobei die Wahl des Ausgangsmaterials durch das eingesetzte Verfahren bestimmt wird. Am häufigsten werden Kunststoffe, Harze, Wachs und Papier, aber auch Metall als Modellmaterial verwendet.
 
 
=== ''Allgemeine Vorgehensweise'' ===
[[Bild:RP Prozesskette.gif|thumb|right|300x300px|RP Prozesskette]]
# Ein Modell oder eine Modellkomponente wird auf einem 3D-CAD/CAM-System entworfen. Das Volumenmodell, das das physikalische Bauteil repräsentiert, muss durch geschlossene Oberflächen dargestellt werden. Somit müssen die Daten die innere und äußere Kontur vollständig wiedergeben. Für einen sogenannten Vollkörper entfällt natürlich die Angaben der inneren Kontur, da die äußere Kontur bereits eindeutig das einzuschließende Volumen darstellt.
# Die 3D-CAD Modelldaten werden anschließend in ein Austauschdatenformat übertragen, das als [http://de.wikipedia.org/wiki/STL-Format STL-Format] bezeichnet wird (jedoch bedeutet STL an dieser Stelle nicht wie oft verbreitet »Stereolithografie« sondern »Standard Transformation Language«). Das STL-Datenformat nähert die Oberflächen durch Polygone an, wobei für komplexe Flächen sehr viele Polygone notwendig sind, um eine ausreichende Annäherung zu erhalten. STL- Dateien können eine sehr hohe Datenmengen beinhalten und somit den Datentransfer erschweren.
# Im letzten Schritt wird das 3D-Modell im Slice- Prozess in einzelne Schnittebenen (Schichten) zerlegt und sukzessive mit dem jeweiligen Verarbeitungsverfahren physikalisch aufgebaut. Die verwendeten Rapid Prototyping-Werkstoffe, die bei diesen Verfahren zum Einsatz kommen, wie z.B. Kunststoffe, Wachse, Harze und Papier, machen den Einsatz der für Funktionstests und auch für Absicherungen, insbesondere Falltests und Thermische Absicherungen, nur sehr eingeschrängt möglich. Hierfür eignen sich eher die gießtechnischen Nachfolgeverfahren, beispielsweise Kunststoff-Vakuumgießen mit Polyurethan- Gießharzen zur Herstellung von funktionsfähigen Prototypen in Kunststoff.
 
 

=== ''Vorteile gegenüber konventionellen Verfahren'' ===

Um wettbewerbsfähig zu bleiben, sind die Unternehmen der produzierenden Industrie immer stärker gezwungen, ihre technischen Innovationen schnell in marktreife Produkte umzusetzen. Hierbei entscheidet die Produktentwicklungszeit maßgeblich über die Zukunft der Unternehmen. Analysen zeigen, dass häufig mehr als 25 % der Produktentwicklungszeit auf die Herstellung von Prototypen und Mustern entfällt und somit die Fertigung der Prototypen und Prototypwerkzeuge meist sehr viel Zeit in Anspruch nimmt. Somit ist die schnelle Herstellung von Prototypen ein großes Potential zur Verkürzung der Produktenwicklungszeit und somit Einsparung von Personalkosten.
Dem Verfahren des Rapid Prototyping kommt hierbei eine wachsende Bedeutung zu. Die schnelle Verfügbarkeit von Rapid Prototyping Prototypen bietet den Entwicklern und Konstrukteuren bisher nicht gekannte Möglichkeiten und eröffnet neue Potentiale, die zur Verkürzung der Planungsphasen und/oder zur Verbesserung der Produkte genutzt werden können. Für Besprechungen, Einbauuntersuchungen etc. kann der Konstrukteur in nur wenigen Stunden einen Prototyp in seinen Händen halten, deren Fertigung auf konventionellem Wege Wochen, teilweise sogar Monate in Anspruch genommen hätte. Diese neuen Möglichkeiten der Prototypenherstellung tragen somit zur Verbesserung des Produktreifegrades bei
 
 
Vergleich: Modellbau - Rapid Prototyping
<table border="1" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="16%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">Modellbau </td>
<td width="18%" valign="top">Rapid Prototyping </td>

</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Zeit</td>
<td width="11%" valign="top">Woche</td>
<td width="8%" valign="top">Tag</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Kosten</td>
<td width="11%" valign="top">hoch</td>
<td width="8%" valign="top">niedrig</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Datenvoraussetzung</td>
<td width="11%" valign="top">niedrig</td>
<td width="8%" valign="top">hoch</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Genauigkeit</td>
<td width="11%" valign="top">mittel</td>
<td width="8%" valign="top">hoch</td>
</tr>
</table>
 
 

=== ''Allgemeine Vorteile und Nachteile'' ===

{| {{Tabelle
}}

! Vorteile
! Nachteile
|-
| Das Prinzip Objekte durch das Hinzufügen von Werkstoff-Bausteinen herzustellen
| Treppeneffekte an der Oberfläche und damit begrenzte Oberflächengüte
|-
| Informationsschlüssige Kopplung von Konstruktion und Fertigung
| Eingeschränkte Genauigkeit
|-
| Großer Freiheitsgrad der Formgebung der herzustellenden Objekte
| Beschränkung auf verarbeitbare Werkstoffe und deren Eigenschaften
|-
| „Just in Time“ Erzeugung der Maschinensteuerdaten
| 3D CAD Daten erforderlich
|-
| Verfahren verlangt keine Überwachung
|
|}

----

<div style="text-align: center;">

== '''Rapid Prototyping-Verfahren''' ==
</div>

=== ''Systemübersicht der gängigsten Rapid Prototyping'' ===
<table border="1" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="16%" valign="top">Verfahrensprinzip </td>
<td width="16%" valign="top">Materialausgangszustand </td>
<td width="18%" valign="top">Physikalisches Prinzip </td>
<td width="8%" valign="top">Nutzbare Materialien </td>
<td width="18%" valign="top">Typische Anwendungsgebiete </td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">[[#Stereolithographie (STL)| Stereolithographie (STL)]]</td>
<td width="11%" valign="top">Flüssig</td>
<td width="8%" valign="top">Punktweise (Laserstrahlen)</td>
<td width="13%" valign="top">Polymer / Epoxyd</td>
<td width="13%" valign="top">Anschauungsmodell</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">[[#Solid Ground Curing (SGC)|Solid Ground Curing (SGC)]]</td>
<td width="11%" valign="top">Flüssig</td>
<td width="8%" valign="top">Fläche (UV-Licht)</td>
<td width="13%" valign="top">Polymer / Wachse</td>
<td width="13%" valign="top">Anschauungs- / Funktions- / Fertigungsmodell</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">[[#Fused Deposition Modeling (FDM)|Fused Deposition Modeling (FDM)]]</td>
<td width="11%" valign="top">Fest</td>
<td width="8%" valign="top">Wärme</td>
<td width="13%" valign="top">Wachs / Nylon</td>
<td width="13%" valign="top">Anschauungs- / Fertigungsmodell</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">[[#Selective Laser Sintering (SLS)|Selective Laser Sintering (SLS)]]</td>
<td width="11%" valign="top">Pulverförmig</td>
<td width="8%" valign="top">Laserstrahl und Sintern</td>
<td width="13%" valign="top">Wachs / Thermoplaste</td>
<td width="13%" valign="top">Anschauungs- / Funktions- / Fertigungsmodell</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">[[#3D-Printing|3D-Printing]]</td>
<td width="11%" valign="top">Pulverförmig</td>
<td width="8%" valign="top">Kleben</td>
<td width="13%" valign="top">Keramik</td>
<td width="13%" valign="top">Fertigungsmodell</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">[[#Laminated Object Manufacturing (LOM)|Laminated Object Manufacturing (LOM)]]</td>
<td width="11%" valign="top">Fest</td>
<td width="8%" valign="top">Laserschneiden und Kleben</td>
<td width="13%" valign="top">Papier / Keramik</td>
<td width="13%" valign="top">Anschauungs- / Funktions- / Fertigungsmodell</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">[[#Direct Metal Laser Sintering (DMLS)|Direct Metal Laser Sintering (DMLS)]]</td>
<td width="11%" valign="top">Pulverförmig</td>
<td width="8%" valign="top">Laserstrahl und Sintern</td>
<td width="13%" valign="top">Bronce / Nickel / Stahl</td>
<td width="13%" valign="top">Anschauungs- / Funktions- / Fertigungsmodell</td>
</tr>
</table>
 
<div style="text-align: center;">
[[Bild:Klassifizierung.JPG|800x800px|Klassifizierung von Prototyping Verfahren nach dem Aggregatzustand des Ausgangsmaterials (Gebhardt, 2000, S. 76)]]
</div>

''''' Im folgenden wird ein kurze Beschreibung der bedeutendsten Rapid Prototyping-Verfahren gegeben.'''''

=== ''Stereolithographie (STL)'' ===
[[Bild:STL 1.jpg|thumb|right|100x100px|STL Beispiel]]
Das Stereolithographieverfahren ist das Rapid Prototyping-Verfahren mit der weitesten Verbreitung. Das Verfahren zeichnet sich besonders durch einen Grad an Präzision aus. Ein Behälter der Stereolithographiemaschine enthält ein flüssiges, lichthärtendes Polymer, das Punkt für Punkt in Schichten ausgehärtet wird. Dies geschieht durch eine rechnergesteuerte Laser-Scanneinheit, welche die Schichtkontur der Querschnittsgeometrie auf die Oberfläche des Harzbades zeichnet. Die ausgehärtete Schicht wird auf einem in z-Richtung verschiebbare Trägerplatte, die sich auf dem sogenannten Tisch befindet, ca. um 0,1mm abgesenkt, und darauf wird anschließend eine nächste Querschnittsschicht gebildet. Jede neue Schicht verbindet sich mit der unteren. Dieser Vorgang wiederholt sich solange bis der Prototyp als sogenanntes Grundteil vollständig aufgebaut ist. Die jeweilige Kontur der Prototypen wird durch Ablenken des Laserstrahls mittels einer Spiegelablenkeinheit erzeugt. In der Nachbearbeitung wird dieses Grundteil unter UV-Bestrahlung vollständig ausgehärtet, eventuell maschinell nachgearbeitet und falls noch erforderlich gespachtelt und lackiert.

Bauprozess: [[Bild:STL Prozess.JPG|thumb|right|250x250px|STL Prozess]]

Ein Laserstrahl härtet schichtweise polymere Flüssigkeit aus.

Postprozess:

Reinigen mit Chemikalien

Nachhärten

Manuelles Finishen

Vorteile:

Relativ hohe Genauigkeit und Oberflächengüten

Geeignet für komplizierte Strukturen und dünne Rippen

Kontinuierliche Prozessverbesserungen

Nachteile:

Schwierig quantifizierbares Schrumpfen und Verziehen

Notwendige Supportstrukturen

Material-Resrtiktion

Aufwendiger Postprozess
 
 
 
 
 

=== ''Solid Ground Curing (SGC)'' ===
[[Bild:SGC 1.jpg|thumb|right|100x100px|SGC Beispiel]]
Das Solid Ground Curing-Verfahren arbeitet ebenfalls mit einem flüssigen, lichthärtendem Harz.
Die Aushärtung erfolgt jedoch durch eine Flächenbelichtung.
Ein rechnergesteuerter Maskengenerator erzeugt für jede neue Schicht ein Negativ des jeweiligen Bauteilquerschnitts auf einer mit Toner beschichteten Glasplatte.
Diese sogenannte Maske wird über der Harzschicht positioniert und wenige Sekunden mit UV-Licht belichtet. Dabei dringen das UV-Licht in den durchsichtigen Maskenbereichen durch und härtet den Harz aus. Im nächsten Schritt wird das flüssig gebliebene Harz abgesaugt und durch Wachse ersetzt. Ein anschließendes Überfräsen sorgt für eine genaue Schichtdicke. Diese Oberfläche dient wiederum als Grundfläche für die nächste Schicht. Nach der Fertigstellung des gesamten Prototyps wird das noch übriggebliebene stützende Wachs ausgelöst. Mit diesem Verfahren können nicht nur Hinterschnitte sondern auch ineinander verschachtelte und zueinander bewegliche Bauteile gefertigt werden.

Bauprozess:[[Bild:SGC Prozess.jpg|thumb|right|250x250px|SGC Prozess]]

Schichtweises Belichten und Aushärten einer polymeren Flüssigkeit

Postprozess:

Auswaschen der Teile aus Wachsblock

Vorteile:

Hohe Produktivität

Keine Supportstruktur

Kein Nachhärten (somit kein Verzug)

Nachteile:

Umfangreiche Anlagentechnik

Keine unbemannte Fertigung

Aufwendiger Postprozess und Aufand für Recyling
 
 
 
 
 

=== ''Fused Deposition Modeling (FDM)'' ===
[[Bild:FDM 2.jpg|thumb|right|100x100px|FDM Beispiel]]
Hierbei wird der Modellwerkstoff in Drahtform einem verfahrbaren, temperaturgeregelten Heiz- und Förderkopf, auch als Förderdüse bezeichnet, zugeführt und auf Schmelztemperatur gebracht. Durch eine Düse wird dann ein sehr dünner Faden auf die jeweils vorige Querschnittsschicht aufgetragen und kühlt dort wieder ab (erstarrt). Bei diesem Auftragen der sogenannten Filmente entstehen Bindenähte, Kerben und kleine Hohlräume, die in den finalen Prototypen Schwachstellen
darstellen.

Bauprozess: [[Bild:FDM Prozess.JPG|thumb|right|250x250px|FDM Prozess]]

Schichtweises Auftragen geschmolzener Drahtmaterialien mit unmittelbarem Aushärten

Postprozess:

Nur Finishen

Vorteile:

Gutes Preis- und Leistungsverhältnis

Für Büroeinsatz geeignet

Kein Nachhärten und geringe Nacharbeit

Typisch für CAD-Verifikation

Nachteile:

Weniger geeignet für kleine Details, dünne Wände etc.

Ungenauigkeit, insbesondere in z-Richtung

Aufwendiger Oberflächen-Finish
 
 
 
 
 
 

=== ''Selective Laser Sintering (SLS)'' ===
[[Bild:SLS 1.jpg|thumb|right|150x150px|SLS Beispiel]]
Das Selective Laser Sintering ist ein Verfahren, um räumliche Strukturen durch Sintern aus einem pulverförmigen Ausgangsstoff herzustellen. Hierbei wird ein CO2 Laser verwendet, der eine sehr dünne Schicht eines pulverförmigen Materials sintert und somit ebenfalls generativ ein Prototyp aufbaut. Dieser gesamte Prozessablauf läuft unter einer Schutzgasatmosphäre ab. Die Schichten werden durch eine Ansteuerung des Laserstrahles entsprechend der Kontur des Bauteils schrittweise in das Pulverbett gesintert oder eingeschmolzen. Die Bauplattform wird nun geringfügig abgesenkt und eine neue Schicht aufgezogen. Die Energie, die vom Laser zugeführt wird, wird vom Pulver absorbiert und führt zu einem lokal begrenzten Sintern oder Verschmelzen von Partikeln unter Reduktion der Gesamtoberfläche. Die jeweilige Kontur der Prototypen wird durch Ablenken des Laserstrahls mittels einer Spiegelablenkeinheit erzeugt. Das somit aufgebaute Modell hat sehr gute mechanische Eigenschaften, jedoch sind die Oberflächen sehr rau.
Momentan stehen Pulvermaterialen wie ABS, PA, PC, PS und elastomere Werkstoffe zur Verfügung.

Bauprozess: [[Bild:SLS Prozess.JPG|thumb|right|250x250px|SLS Prozess]]

Schichtweises Sintern pulverförmigen Materials

Postprozess:

Reinigen mittels Druckluft

Vorteile:

Unterschiedliche Materialien

Kein Nachhärten (somit kein Verzug)

Keine Supportstrukturen

Nachteile:

Mechanische Eigenschaften verwendeter Materialien, schlechter im Vergleich zu traditionellen Prozessen

Oberflächengüte eingeschränkt

Postprozess und Finishen relativ aufwendig
 
 
 
 
 

=== ''3D-Printing'' ===
[[Bild:3D-Printing 1.JPG|thumb|right|100x100px|3D-Printing Beispiel]]
Auch als Three Dimensional Printing (TDP oder 3DP) bekannt.
Das Prinzip dieses Verfahrens ist dem des [[#Selective Laser Sintering (SLS)|Selective Laser Sintering (SLS)]] ähnlich, jedoch werden beim Three Dimensional Printing die Körner des pulverförmigen Ausgangsmaterials mit Hilfe einer Flüssigkeit, auch als Bindemittel bekannt, verklebt. Das Auftragen des Binders erfolgt dabei über einen Ink-Jet-Düsenkopf, der von einer XY-Verfahreinheit, entsprechend der zuvor vom Slice-Rechner berechneten Steuerdaten, geführt wird. Durch die Verarbeitung von Keramikpulvern lassen, sich mit diesem Verfahren verlorene Formen und Kerne für das Feingießverfahren herstellen.

Bauprozess: [[Bild:Gradienten-3D-Printing-Prozess.jpg|thumb|right|250x250px|3D-Printing "Gradienten" Prozess]]

Schichtweises Verkleben von pulverförmigen Material (Prinzip Tintenstrahldrucker)

Postprozess:

Sintern der "günen Teile"

Vorteile:

Keramikformen dirkt für Feinguß nutzbar

Keine Supportstruktur

Relativ einfacher und zuverlässiger Prozess

Nachteile:

Zweistufiger Prozess

z.Zt nur Keramik-Materialien verwendbar

Genauigkeit eingeschränkt
 
 
 
 
 
 

=== ''Laminated Object Manufacturing (LOM)'' ===
[[Bild:LOM1.jpg|thumb|right|100x100px|LOM Beispiel]]
Hierbei handelt es sich um einen kombinierten Schneide- und Klebeprozess. Die Geometrie des Modells wird aus Papier- oder Kunststofffolien schichtweise aufgebaut, die jeweils mit einem Schmelzkleber beschichtet sind. Die Folie wird mit einer beheizten Anpressrolle auf die jeweils vorhandenen Schichten angepresst, wodurch sich der Schmelzkleber mit der dieser unteren Sicht verbindet. Anschließend wird die gewünschte Kontur mit Hilfe eines CO2 Lasers aus der jeweils obersten Folienschicht heraus. Die jeweilige Kontur der Prototypen wird durch Ablenken des Laserstrahls mittels einer Spiegelablenkeinheit erzeugt. Der Finale Prototyp hat ähnliche Eigenschaften wie ein Holzmodell.

Bauprozess: [[Bild:LOM Prozess.JPG|thumb|right|250x250px|LOM Prozess]]

Papierfolie wird schichtweise verklebt und Schichtkontur von Laser ausgeschnitten

Postprozess:

Entfernen der Reststücke des Teileblockes

Finishen

Vorteile:

Keine Supportstruktur

Kein Nachhärten (somit kein Verzug)

Geringe Wartungskosten

Keine inneren Spannungen

Nachteile:

Oberflächengüte eingeschränkt

Verzuggefahr in feuchter Atmosphäre

Teilestabilität variiert in Abhängigkeit von Orientierung und Geometrie
 
 
 
 
 

=== ''Direct Metal Laser Sintering (DMLS)'' ===
[[Bild:DMLS 2.jpg|thumb|right|100x100px|DMLS Beispiel]]
Das Verfahrensprinzip beim direkten Metall-Lasersintern ähnelt zwar dem des Lasersintern von Kunststoffen, unterscheidet sich jedoch im Detail. Der Werkstoff und die Anwendung für den Werkzeugbau verlangen eine wesentliche höhere Detailauflösung und selbstverständlich wesentlich höhere Laserleistung. Durch dieses Verfahren können mechanisch und thermisch belastbare metallische Bauteile erstellt werden. Es wird ein feines pulverförmiges Metall durch einen CO2 Laser lokal aufgeschmolzen. Nach dem Abkühlen verfestigt sich das Metall wieder. Die jeweilige Kontur der Prototypen wird durch Ablenken des Laserstrahls mittels einer Spiegelablenkeinheit erzeugt. Auch hier erfolgt ein schichtweiser Aufbau durch Absenken des Bauraums.

Bauprozess: [[Bild:DMLS.JPG|thumb|right|250x250px|DMLS Prozess]]

Ein Laserstrahl härtet schichtweise polymere Flüssigkeit aus.

Postprozess:

Reinigen mit Chemikalien

Nachhärten

Manuelles Finishen

Vorteile:

Relativ hohe Genauigkeit und Oberflächengüten

Geeignet für komplizierte Strukturen und dünne Rippen

Kontinuierliche Prozessverbesserungen

Nachteile:

Schwierig quantifizierbares Schrumpfen und Verziehen

Notwendige Supportstrukturen

Material-Restriktion

Aufwendiger Postprozess
 
 
 
 
 

----

<div style="text-align: center;">

== '''Einsatzgebiete''' ==
</div>

=== ''Oldies (generelle Einsatzgebiete)'' ===
[[Bild:RP-Autom..jpg|thumb|right|100x100px|RP-Automobilindustrie]]
In den Designbüros, dem Maschinenbau, dem Werkzeug- und Spezialmaschinenbau, der Automobilindustrie, im Flugzeugbau, in der Raumfahrt, bei der Waffenindustrie und dem Militär oder in der Feinmechanik und Elektroindustrie ist das Rapid Prototying Verfahren schon seit Jahren nicht mehr wegzudenken.
In diesen Bereichen wurden die ersten Erfahrungswerte mit dem Rapid Prototying Verfahren gesammelt und immer neue, genauere, kostengünstigere und schnellere Verfahren entwickelt.
 
 
 

=== ''Architektur / Bauplanung'' ===
[[Bild:RP-Arch.jpg|thumb|right|100x100px|RP_Architektur]]
Weil sich bei der CAD-Planung auch in der Architektur 3D-Modelle mehr und mehr durchsetzen, lassen sich die dabei entstehenden 3D-Daten ebenfalls komfortabel für den dreidimensionalen und präzisen Architektur-Modellbau nutzen. Das Rapid Prototyping dient in der Architektur nicht nur als Vorstellungshilfe bei einer komplexen Fassade, sondern können auch bei der inneren Raumgestaltung von sehr großen Nutzen sein. Somit können z.B. kleine Räume effektiver ausgenutzt werden. Anstatt ein Modell erst am Ende der Planung zu bauen, können bereits in der Konzeptionsphase erste Entwürfe über Nacht zu geringen Kosten hergestellt werden. So kann der Bauherr viel mehr in die Planung einbezogen werden und die Idee verstehen. Auch bei der Städteplanung ist das Verfahren von sehr großem Vorteil. So gewinnt man einen ersten Gesamtüberblick (aus der Vogelperspektive) über alle wichtigen Knotenpunkte.
 
 
 

=== ''Medizintechnik'' ===
[[Bild:Medizin 1.JPG|thumb|right|100x100px|Medizin 1.JPG]]
[[Bild:Medizin 2.JPG|thumb|right|100x100px|Medizin 2.JPG]]
Speziell in der Medizin hat man es mit sehr komplizierten Strukturen zu tun. Durch die sogenannten bildgebundende Verfahren, wie z.B. Röntgen, Computertomographie oder Ultraschall, war es bislang den Medizinern nur sehr eingeschränkt möglich, sich einen Überblick über die Krankheit zu schaffen.
Genau an dieser Stelle greift nun das Zusammenspiel von Informatik und Maschinenbau ein. Mit deren Hilfe ist es nun möglich, aus den zweidimensionalen Bilddaten ein dreidimensionales Abbild (Modell) am Computer zu generieren und dieses dann mit den unterschiedlichen Rapid Prototyping Verfahren physisch herzustellen. Somit erhält man ein Referenzmodell und kann es anfassen, drehen und weiter bearbeiten. Mit RP-Verfahren erstellte Modelle bieten somit den Ärzten die Möglichkeit, die Anatomie des Patienten genauer kennenzulernen. Anhand dieser neuen „Einblicke“ ist es nun möglich z.B. eine komplexe Operation besser und genauer zu planen.
 
 
<div style="text-align: center;">
Grob können die Anwendungen in der Medizin in zwei Gebiete unterteilt werden.
</div>
# In die Erstellung von identischen Modellen von Körperteilen.
# In die Erstellung von Implantaten mit Hilfe der zuvor digitalisierten dreidimensionalen Patienteninformationen
 
 
 

=== ''Hörgeräteschalen'' ===
[[Bild:Hoergeraete-Schalen.JPG|thumb|right|100x100px|Hoergeraete-Schalen.JPG]]
Von den meisten unbemerkt, werden bereits heute schon mehr als 40 Prozent aller Hörgeräteschalen weltweit mit generativen Fertigungsverfahren hergestellt. Anhand dieser Daten mussten die Ärzte sich gedanklich vorstellen, wie eine Serie von Querschnittsaufnahmen räumlich aussehen könnte. Oft war dies jedoch schlichtweg unmöglich, besonders dann, wenn die Strukturen zu komplex waren.
 
 
 
 
 
 
 

=== ''Hobby / Modellbau'' ===
[[Bild:Nationalelf.JPG|thumb|right|100x100px|Nationalelf.JPG]]
Ob die Lieblingsfigur aus einem Rollenspiel, Ersatzteile für die Modelleisenbahn oder sogar ein Originalabbild seines Eigenheims für die Modellbahnstrecke.
Der Fantasie sind beim 3D- Drucken keine Grenzen gesetzt.
 
 
 
 
 
 

=== ''Branchen "Übersicht"'' ===
Verteilung nach Branchen (Stand 2000)
<div style="text-align: center;">
[[Bild:Branchen.JPG|300x300px|Branchen]]
</div>
 
 
 
 
 

=== ''Verbreitung "Übersicht"'' ===
Installierte Systeme im Kontinentenvergleich (Stand 2000)
<div style="text-align: center;">
[[Bild:Verbreitung.JPG|300x300px|Verbreitung]]
</div>
 
 
 
 
 

----
<div style="text-align: center;">

== '''Zukunft''' ==
</div>

=== ''Vision (Zeichnen, Drucken, fertig)'' ===
"Der Trend zur Mass Cusomization ist nur als Etappe zu verstehen.
In dem eingeschlagenen Prozess erlangt der Prosumer mehr und mehr die Kontrolle über das Produkt, das sich bis in zum Individualprodukt (built-to-order) entwickeln lässt.
''Andreas Neef/Klaus Burmeister/Stefan Krempl, Hamburg 2005''
 
 

=== ''Szenario 1'' ===
Jeder kann in Zukunft seine Wunschprodukte schnell und kostengünstig als 3D-Modell über seinen Online Shop um die Ecke ausdrucken lassen. Keine Lieferkosten/Peronalkosten usw.
 

=== ''Szenario 2'' ===
Die dezentrale Mini-Fabrik:
Die Industrie richtet dezentrale Mini-Fabriken ein. Der Kunde gestaltet gemeinsam mit einem Firmenberater am Bildschirm „sein Produkt“ und wird so zum Mitentwickler.
 

=== ''Szenario 3'' ===
Der 3D Copyshop:
Der Kunde scannt im „Fabbig-Service-Center“ um die Ecke seinen kaputten Teller ein,
bringt am gemieteten Rechner die beschädigten Tellerdaten wieder in Ordnung und druckt sich einen neuen heilen Teller aus.
 

=== ''Szenario 4'' ===
Die Heim-Fabrik:
Im Wohnzimmer des Kunden steht ein „Personal Fabricator“ . Der Konsument wird so zum Produzenten. Und der Produkthersteller liefert nur noch die Daten, die sich der Kunde aus dem Internet einfach herunterladen kann.
 

=== ''Szenario 5'' ===
Eroberung des Weltalls:
Ein „Personal Fabricator“ steht auf einem entfernten Planeten. Die Pioniere haben somit die Möglichkeit alle benötigten Gegenstände selbst ohne fremde Hilfe herzustellen.

<div style="text-align: center;">
{{Mark
|'''Sience Fiction lässt grüßen
 
Beam me up, Scotty'''}}
</div>

----

<div style="text-align: center;">

== '''Schlussfazit''' ==
</div>

[[Bild:RP Anwendung.gif|thumb|right|200x200px|RP Anwendung]]

In sämtlichen Entwicklungsphasen - von der Produktidee bis zur Markteinführung - werden Prototypen benötigt. Jedoch unterscheiden sie sich in den einzelnen Entwicklungsphasen hinsichtlich der Stückzahl, der Werkstoffeigenschaften, der geometrischen, optischen, haptischen und funktionalen Anforderungen. Dementsprechend vielfältig sind die Einsatzfelder des Prototypenbaus im Bereich der Produkt- und Prozessplanung: Verifikation der Konstruktion, Design- und Ergonomiestudien, Kommunikations- und Informationsmittel, Überprüfung der Herstell- und Montierbarkeit, Marktanalyse, Überprüfung des Arbeitsprinzips und der Funktion, Dauerbelastbarkeitstests sowie Planung von Fertigung und Montage. Mit Bezug auf diese Merkmale, Anforderungen und Einsatzfelder, lassen sich die Prototyparten unterscheiden in: Designmodelle, geometrische Prototypen, Funktionsprototypen, technische Prototypen sowie Vorserienbauteile.
 
 
Im Jahr 1988 wurde als erstes Rapid Prototyping Verfahren die Stereolithographie (STL) kommerzialisiert. Inzwischen werden viele weitere Technologien wie das Solid Ground Curing (SGC), das Laser Sintering (SLS), das Layer Laminated Manufacturing (LLM), das Fused Deposition Modeling (FDM), und das Three Dimensional Printing (3DP) industriell genutzt. Neben den genannten, bereits heute kommerziell verfügbaren Rapid Prototyping Verfahren, befinden sich derzeit zahlreiche weitere Verfahren in der Entwicklung, die nach verschiedenen Wirkprinzipien arbeiten und zum gegenwärtigen Zeitpunkt zum Teil deutlich unterschiedliche Technologiereifegrade aufweisen.
 
 
 
 
 
----

=='''Weblinks:'''==
Hersteller:
*- [http://www.ptz-prototypen.de ptz-prototypen]
*- [http://www.speedpart.de speedpart]
*- [http://www.dimensionprinting.com/international/DE/?adver=google&type=cpc&camp=google_Deutsch_Dimension&gclid=CK6A0YnTu5kCFYkWzAodlEwp6w dimensionprinting]
*- [http://www.rpm-factories.de/index.htm rpm-factories]
*- [http://www.prototypen.de prototypen]
*- …

Informationen:
*- [http://www.rapidprototyping.fraunhofer.de rapidprototyping.fraunhofer]
*- [http://www.ipa.fhg.de/Arbeitsgebiete/informationsverarbeitung/rpd ipa.fhg.de]
*- [http://www.ifam.fhg.de ifam.fhg]
*- [http://www.heise.de/tr/3D-Drucker-fuer-das-Volk--/artikel/79986 3D-Drucker-fuer-das-Volk]
*- …

Videos:
*- [http://video.google.com/videoplay?docid=7258272073936460979]
*- [http://video.golem.de/software-entwicklung/1791/rapid-prototyping-interview-mit-bre-pettis.html]
*- [http://www.youtube.com/watch?v=yyZtBYG0QOg]
*- [http://video.google.de/videosearch?hl=de&ei=mxjKSfCJGs2JsAaJk8WxAg&resnum=1&q=Rapid%20Prototyping%20FDM&um=1&ie=UTF-8&sa=N&tab=wv##]
*- [http://www.youtube.com/v/c2eOfChFKRg&fs=1&source=uds&autoplay=1]
*- [http://www.youtube.com/v/fCGmv5XRLgA&fs=1&source=uds&autoplay=1]
*- …
 
 
 

----

=='''Quellen:'''==
*Gunter Erhard Konstruieren mit Kunststoffen , Hanser Verlag, 3 Auflage
ISBN 3-446-22589-7
*Oberbach/Baur/Brinkmann/Schmachtenberg, Saechtling Kunststoff-Taschenbuch, Hanser Verlag, 29 Auflage
ISBN 3-446-22670-2
*Keller/Kilgus/Klein/Winkow, Der Werkzeugbauer, Europa-Lehrmittel Verlag, 13 Auflage
ISBN 3-8085-1203-2
 
*Rapid Prototyping, Einführung von P. Köhler
[[Media:Rapid_Prototyping-P.Köhler.pdf]]
 

=== ''Weiterführende Literatur'' ===
*Andreas Neef/Klaus Burmeister/Stefan Krempl, Vom Personal Computer zum Personal Fabricator, Murmann Verlag, 01 Auflage
ISBN 3-9380-1739-2
*Gebhardt, Rapid Prototyping, Werkzeuge für die schnelle Produktentwicklung, Hanser Verlag, 2 Auflage
ISBN 3-446-21242-6

 
 
 

[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
[[Kategorie:Fertigungstechnik]]

----

--[[Benutzer:JBO|JBO]]
----

2010-04-26T17:56:35Z

JBO:

Klebverbindungen

2010-04-26T17:55:05Z

JBO: /* Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007 */

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td><div align="center">[[Bild:Adhesed.gif]]</div></td>
<td><div align="center">__TOC__</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Vorwort==

<div style="text-align: center;">
Dieser Artikel enthält sehr viele Informationen rund um das Thema Kleben. .....

Um direkt zu dem Bereich Entwicklung Konstruktion dieses Artikels zu gelangen bitte

<table width="18%" border="0" align="center">
<tr>
<td height="32" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen#Auslegung.2FGestaltung.2FBerechnung:| HIER KLICKEN!]]</div></td>
</tr>
</table>

</div>

==Allgemeines==

===Geschichtliches===

Kurzer Exkurs über die geschichtliche Entwicklung der Klebstoffe:
<table border="0" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> Ca. 5000 -2000 v. Chr.</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Birkenharz diente zum Befestigen von Harpunen- und Speerspitzen im Schaft</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Sumerer und Ägypter, benutzten für ihre Tempel Asphalt. Weitere Rohstoffe aus denen sie Klebstoff gewinnen konnten waren: Erdpech und Baumharz. </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">1754</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Zum ersten mal wurde ein Klebstoff ( ein Tischlerleim ) in England patentiert.</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1870 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Synthetische Klebstoffe </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entdeckung der Nitrozellulose </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1900 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Phenol-Formaldehydharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1912 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung von PVAc </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">bis 1935 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Polyacrylate, [[Harnstoff]]-Formaldehydharze, Polyurethane, Polychloroprene </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1940 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Epoxidharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1950 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Cyanacrylate (Sekundenkleber) </td>
</tr>
</table>
 

===Was versteht man eigentlich unter Kleben ?===
Unter Kleben (nach [[DIN]] 16920) ist das oftmals nicht lösbare Verbinden/[[Fügen]] zwischen verschiedenen
oder 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.

===Was ist ein Klebstoff?===

Definition des Klebstoffes nach DIN 16920: Ein Klebstoff ist ein 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.

===Vorteile:===

* verbinden unterschiedlicher (unterschiedlichster) Werkstoffpaarungen möglich
* ungünstige Werkstoffbeeinflussungen durch Oxidieren, Aushärten und Ausglühen entfallen
* geringer thermischer Verzug aufgrund keiner bzw. nur gering vorliegender thermischer Werkstoffbeanspruchung
* keine Kontaktkorrosion
* keine Oberflächenbeschädigung
* kraft- und Spannungsverteilung ist gleichmäßig
* optisch anspruchsvolle Konstruktion möglich
* schwingungsdämpfend
* hohe Steifigkeit und Gewichtsersparnis aufgrund von Sandwichbauweise (Leichtbau)
* Verbindungen sind dicht, spaltfrei und isolierend
* Querschnittsminderung der Bauteile aufgrund von Löchern für Schraubverbindungen oder Nietverbindungen entfällt. Daraus ergibt sich u.U. auch eine Gewichtsminderung.

===Nachteile:===

* häufig ist eine aufwendige Oberflächenbehandlung erforderlich
* u.U. lange Abbindezeiten bis zur Endfestigkeit der Verbindung
* vielfach Flächen[[druck]] und Wärme zum abbinden notwendig
* geringe Schäl-, Warm-, Dauerfestigkeit
* oft kein Zerstörungsfreies Prüfen der Verbindung möglich
* empfindlich gegen Schlag und Stoßbelastung
 

==Funktionsweise von Klebstoffen==
[[Bild:Ko-ad.jpg|thumb|Abb.1 Quelle: RM]]

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 Quelle: 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
der Realität nur selten so nahe, das es zu einer spürbaren Adhäsion (Grenzflächenhaftung) kommt. Nur
ein flüssiger Stoff kann sich den Oberflächenkonturen vollständig anpassen und als „Brückenmedium“ eine
Adhäsion bewirken. Da aber der innere Zusammenhalt (Kohäsion) von Flüssigkeiten im Normalfall äußerst
gering ist und sie somit als verbindendes Element nicht geeignet sind müssen sie die Eigenschaft haben,
nachdem sie sich an die Oberfläche geschmiegt haben zu verfestigen. Hier kommen nun die Klebstoffe ins
Spiel. Die benötigte Adhäsion ist gegeben und wenn ein Klebstoff aushärtet erhält er die nötige Kohäsion.

==Einteilung von Klebstoffen==

Klebstoffe können nach vielen verschiedenen Gesichtspunkten eingeteilt werden. z.B.

- nach der Bindefestigkeit
- nach der Art des Abbindemechanismus
- nach Anwendungsgebieten
- nach Art des Grundwerkstoffes

In der VDI-Richtline 2229, auf die im Folgenden eingegangen wird, werden Klebstoffe nach Art des
Abbindens eingeteilt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:einteilung.jpg]]
</div>

===physikalisch abbindende Klebstoffe:===

Diese Arten der Klebstoffe sind häufig eine Lösung von natürlichen 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 Lösemitteln (insb. [[Kohlenwasserstoffe|Kohlenwasserstoffe]])  bzw. Dispersionsmittel.

Die Klebeschicht entsteht durch physikalische Vorgänge wie das Ablüften des [[Lösungsmittel]]s vor dem [[Fügen]], erstarren der Klebstoffschmelze oder Gelieren (bei einem mehrphasigen System).

Diese Kleber sind besonders geeignet um [[Metalle]] (undurchlässiges Werkstoffe) mit porösen Werkstoffen wie z.B. Holz zu verbinden. Hingegen sind sie ungeeignet um zwei undurchlässige Werkstoffpaarungen wie z.B. [[Metall]] – [[Metall]] zu verbinden, da bei größeren Klebeflächen ein ausreichendes Ablüften und somit eine gute Bindung nicht möglich ist. 

Physikalisch abbindende Klebstoffe sind thermoplastisch und sind somit wärmeempfindlich, sie haben eine erhöhte Kriechneigung und sind anfälliger gegen Lösungsmittel als chemisch abbindende Klebstoffe. 
 
Sie werden unterteilt in:
 
Kontaktklebstoff: wird beidseitig auf die Oberflächen aufgetragen und nach Ablüften des Lösungsmittels innerhalb der Kontaktklebzeit (Herstellerangaben beachten) unter (starkem) [[Druck]] gefügt.
 
Schmelzklebstoff: wird in geschmolzenem Zustand ca. 150°C – 190°C aufgetragen und die Teile müssen vor erstarren der &bdquo;Schmelze“ gefügt werden. (Bp. Heissklebepistole)
 
Plastisole: sind lösungsmittelfreie Klebstoffe die bei einer Temperatur von 140°C bis 200°C abbinden.
 

<table border="1" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="16%" valign="top">Klebstofftyp </td>
<td width="11%" valign="top">Beispiel </td>
<td width="18%" valign="top">Bedingungen </td>
<td width="8%" valign="top">Kompo-nenten </td>
<td width="13%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="16%" valign="top">Lösungsmittel 
Dispersionsmittel</td>
<td width="18%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Schmelz-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polyester, 
</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Papier, Textilien, 
Leder, Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Plastisol-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">PVC</td>
<td width="18%" valign="top">+Weichmacher 
und Haftvermittler</td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Metalle, 
Keramik</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Kontakt-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polychloropen</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">kalt</td>
<td width="16%" valign="top">verdunsten vor 
dem Kleben</td>
<td width="18%" valign="top">Holz, Gummi, 
Kunststoffe, Metalle</td>
</tr>
</table>
 

===chemisch abbindende Klebstoffe: (Reaktionsklebstoffe)===

Reaktionsklebstoffe sind  Klebstoffe, die durch zugesetzten Härter ([[Katalysator|Katalysator]]) oder weitere Komponenten [[Verlauf_chemischer_Reaktionen|chemische Reaktionen]] auslösen, und somit sehr feste und dauerhafte Verbindungen eingehen. Meist werden Reaktionsklebstoffe aus zwei Stoffen zusammengemischt Grundstoff (Bindemittel) und Härter ([[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“ aus Cyanacrylat. ([[Sekundenkleber]]) Diese Klebstoffe benötigen eine &bdquo;unsichtbare“ zweite Komponente, die Feuchtigkeit, die sie aus der Umgebungsluft beziehen. Im Allgemeinen gilt das abbinden der Reaktionsklebstoffe wird durch einen Katalysator, einwirken erhöhter Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder durch entziehen des Sauerstoffes (anaerob) in gang gesetzt. 
 
Da Reaktionsklebstoffe keine [[Lösungsmittel]] enthalten sind sie deshalb besonders geeignet für glatte, nicht poröse und feste Materialien wie z.B. [[Glas]], [[Metalle]], Keramik, [[Kunststoffe]] und Gummi. Die Klebestellen sollten aber vor dem Fügen durch anschleifen von anhaftenden Oxidschichten befreit werden. Insbesondere gilt dies für Gummi, da es durch Einwirkung von [http://de.wikipedia.org/wiki/Ultraviolettstrahlung UV-Strahlen] und [[Ozon|Ozon]] geschädigt wird und keine klebefähige Schicht mehr hat. 
Da die Abbindung u. U. Tage dauert ist es sinnvoll eine weitere dritte Komponente einen Beschleuniger hinzuzufügen. 
 
Reaktionsklebstoffe werden unterteilt in:
 
Polymerisationsklebstoffe: (Ein- oder Zweikomponentenkleber) Die Polymerisation wird durch die Reaktion mit dem [[Katalysator|Katalysator]] ausgelöst. Bei den anaerob abbindenden Klebstoffen bleibt die Reaktion aus, solange der [[Katalysator|Katalysator]] im Flüssigen Klebstoff mit Sauerstoff in Berührung kommt. Durch die Katalysatormenge und Temperaturänderungen ist die Reaktionszeit beeinflussbar.
 
Polyadditionsklebstoffe: (Ein- oder Mehrkomponentenkleber) Durch die Reaktion von mindestens zwei chemisch unterschiedlichen und reaktionsfähigen Stoffen, welche im [[Stöchiometrie|stöchiometrischen]] Verhältnis miteinander gemischt werden entstehen diese Klebstoffe.
 
Polykondensationsklebstoffe: reagieren bei einem Anpressdruck ≥0,4 N/mm2 unter abspalten flüchtiger Stoffe und einer Abbindetemperatur von ca. 120°C bis 160°C.
 
Beispiele:
<table border="1" cellpadding="0" width="98%">
<tr>
<td width="20%" valign="top"><div align="center">Kunststofftyp </div></td>
<td width="17%" valign="top">Reaktions- 
bedingungen</td>
<td width="16%" valign="top">Anzahl der 
Komponenten</td>
<td width="15%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="15%" valign="top">Reaktions- 
produkte</td>
<td width="17%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Säureanhydride</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">warm</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyamine</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Polysocyanate</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyole</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">[http://de.wikipedia.org/wiki/Cyanoacrylate Cyanacrylate]</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe, Gummi</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Methacrylate</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]]</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Harnstoff 
Formaldehyd</td>
<td width="17%" valign="top">+Styrol oder 
Methacrylate</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">bleiben in der 
Klebeschicht</td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik,  
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Silicon-Harze</td>
<td width="17%" valign="top">+ Feuchtigkeit</td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">verdunsten 
beim Kleben</td>
<td width="17%" valign="top">Keramik</td>
</tr>
</table>
 

==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.
===Vorbehandlung:===

 
<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="73%" valign="top">Um eine möglichst hohe Adhäsion des Klebstoffes zu erreichen müssen die Oberflächen der zu fügenden Teile von Schmutz, Rost, Oxidschichten und Fett befreit werden. Zu glatte Oberflächen müssen vor dem verkleben/fügen durch abschmirgeln oder sandstrahlen angeraut werden. 
</td>
<td width="27%">[[Bild:Tabelle1.jpg|thumb|Haftgrundbehandlung versch. Werkstoffe Quelle: RM]]</td>
</tr>
</table>

===Klebvorgang:===

Hier gilt auch die Herstellerangaben unbedingt beachten um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Im Normalfall werden [[Lösemittel]]haltige Klebstoffe entsprechend der Konsistenz beidseitig mit Pinsel oder Spachtel auf die Fügeteile aufgetragen, Dann sollten die Fügeteile eine Zeit &bdquo;ruhen“, damit ein Großteil des [[Lösemittel]]s verdunsten und der Grundstoff sich durch Adhäsion mit der Oberfläche verbinden kann. Nach genügender Abbindung des Klebstoffes werden beide Fügeteile unter [[Druck]] zusammengefügt. Nun wird die Verbindung durch Kohäsion in der Klebeschicht hergestellt. Die Klebeschicht ist in der Regel nach ein bis zwei tagen aufgrund des Verdunstens des Lösemittels vollständig abgebunden.
 
Bei Reaktionsklebstoffen wird das Gemisch aus den Komponenten einseitig auf eines der Fügeteile, mit der vorbereiteten Oberfläche, aufgetragen (entsprechend des Klebstoffes auch gestreut oder bei Klebefolien aufgelegt). Die Teile können in der Regel sofort gefügt werden, da ja kein [[Lösemittel]] verdunsten muss. Entsprechend des Klebstoffes erfolgt das Abbinden mit oder ohne [[Druck]]/Wärmeeinfluss innerhalb weniger Minuten (Warmklebstoffen) oder in mehreren Tagen (Kaltklebstoffe).
 
''Man sollte immer nur soviel Klebstoff anmischen wie gebraucht wird bzw. soviel wie während der Tropfzeit verarbeitet werden kann, da die Reaktion sofort nach dem vermischen der Komponenten einsetzt.''

===Nachbehandlung:===
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.
 
 

== '''Auslegung/Gestaltung/Berechnung:''' ==
Grundsätzlich gilt:

'''Klebgerecht konstruieren und richtige Wahl des Klebers''' (siehe RM TB 5-2)

Weiter ist zu beachten:

* Klebefläche ausreichend dimensionieren (Überlappungen bevorzugen)
* Scherbeanspruchung in der Klebefuge anstreben
* Zugbeanspruchung nur in besonderen Fällen zulassen
* Fugenspalt so klein wie möglich halten
* Schälbeanspruchung unter allen Umständen vermeiden (konstruktive Maßnahmen z.B. Versteifungen)
* Schutz vor Witterung und Feuchtigkeit (z.B. Lacküberzug) 
 
<div style="text-align: center;">
[[Bild:beanspruchung1.jpg]]
</div>

Beispiel für eine Klebgerechte Konstruktion wenn Stumpf an Stumpf liegt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:Beanspruchung2.jpg]]
</div>

[[Bild:bsp.jpg|thumb|Weitere Beispiele einer klebgerechten Konstruktion]]
Folgernd lässt sich sagen:
 
In Bezug auf auftretende Kräfte:

* '''Bevorzugt sollten Klebverbindungen auf Druck/Zug oder Scherung belastet werden.
*Biege- und Schälbelastungen sollten vermieden werden.'''
 
In Bezug auf Abmessungen:

* '''Je grösser die Kraft ist die übertragen wird, desto grösser muss die Klebefläche sein.'''
 
 
 
 
 

===Berechnungsgrundlagen:===

<div align="center">
<table width="87%" border="3">
<tr>
<td align="center" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">Folgendes sind vereinfachte Berechnungen und ergeben lediglich Richtwerte, da sehr viele Einflussfaktoren, vom verwendeten Klebstoff abhängig sind. Die Einflussfaktoren sind überdies nur sehr schwer zu erfassen und nur überschlägig berücksichtigt. Maßgebend für alle Anwendungsfälle sind die Angaben der Hersteller.</div></td>
</tr>
</table>
</div>
 
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.

[[Bild:tkb.jpg]]

* '''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:

wechselnd: [[Bild:tklw.jpg]]

schwellend: [[Bild:tklsch.jpg]]

<table width="50%" border="1" align="center">
<tr>
<td><div align="center">Beanspruchungen verschiedener Klebnahtformen</div></td>
</tr>
<tr>
<td>[[Bild:kl-form.jpg]]</td>
</tr>
<tr>
<td>a) Stumpfstoß, zugbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>b) einfache Überlappung, zugscherbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>c) Rundklebung, schubbeansprucht unter Torsionsmoment T</td>
</tr>
</table>
 
Mit ausreichender Genauigkeit wird die unter der Belastung F bzw. T auftretende Beanspruchung als gleichmässig
verteilte Nennspannung berechnet. 
(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

===Aufgaben:===

====Aufgabe 1:====
 
 
<table width="72%" height="1" border="3" align="center">
<tr>
<td colspan="3">Berechnungsaufgabe 1:
 Bei einem Zugversuch an einem Prüfstab (siehe Grafik) ergibt sich eine Bruchlast Fm=5200N. 
Wie groß ist die Bindefestigkeit τKB des verwendeten Reaktionsklebstoffes ? </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 Lösung]]
</div></td>
<td><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe1|Lösung]]</div></td>
<td><div style="text-align: center;">
Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]
</div></td>
</tr>
</table>
 
 
 

====Aufgabe 2:====
 
 
<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2">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 σ_abs
b: die relative Schälfestigkeit σ_rel</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 Lösung]]
</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>
 
 

====Aufgabe 3:====
 
 

<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2" valign="top">'''Berechnungsaufgabe 3:'''
Das Ende eines Wasserrohres aus [http://de.wikipedia.org/wiki/Polyvinylchlorid 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 von p=4 bar sicher hält, wenn die
Bindefestigkeit des Klebers bei 20mm Überlappungslänge
τKB= 8 N/mm2 beträgt. Standard Sicherheit 1,5-2,5. </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 Lösung]]
</div></td>
<td width="25%"><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe3|Lösung]]</div></td>
<td><div align="center">Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Festigkeit und Einflüsse darauf:==
Die Festigkeit von Klebverbindungen ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Hier gilt angaben des
Herstellers beachten. Bp.

* Temperatur
* Verarbeitung
* Vorbereitung
* Umwelteinflüsse
 
Es gibt mehrere Faktoren die die Festigkeit der Klebverbindung beeinflussen:

* [[Korrosion]]sbeständigkeit
* Alterungsbeständigkeit/Zeit
* Warmfestigkeit

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Korrosionsbeständigkeit:''' Reaktionsklebstoffe sind im Allgemeinen beständiger als Lösungsmittelklebstoffen gegenüber [[Lösungsmittel]]n (z.B. [[Alkohol]], [[Aceton]], [[Benzin]], etc.) und anderen Flüssigkeiten (z.B. Öle, [[Säure]]n, [[Lauge]]n, etc.) Bei Einwirkung von Wasser über einen längeren Zeitraum ergeben sich jedoch Festigkeitsminderungen (verstärkt noch durch Wärmeeinwirkung) durch Beeinträchtigung der Adhäsion und Kohäsion.</td>
</tr>
</table>
</td>
<td valign="top"><div align="left">Die Abbildung zeigt Das Festigkeitsverhalten eines Klebstoffes (Sicomet-Standard) bei verschiedenen Umwelteinflüssen über einen grösseren Zeitraum.</div></td>
</tr>
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Alterungsbeständigkeit:''' bei [[Metall]]klebungen ist abhängig von der Art des verwendeten Klebstoffes, den zu fügenden Materialien, der Vorbehandlung der Oberfläche und besonders von schädigenden Umwelteinflüssen. Die warmabbindenden Klebstoffe sind in der Regel beständiger als kaltabbindende Klebstoffe. Direkt nach dem Abbinden besitzen die Klebstoffe die größte Bindefestigkeit, daraufhin stellt sich jedoch ein u.U. über längeren Zeitraum andauernder Festigkeitsabfall ein.</td>
</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 Quelle: RM]] </div>
</div></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td height="93"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Warmfestigkeit:''' Klebstofffestigkeit ist stark Temperaturabhängig. Auch hier zeigen die warmabbindenden Klebstoffe ein besseres verhalten als die kaltabbindenden. Je nach Klebstoffsorte lässt sich kurzzeitige Beständigkeit bis zu +350°C realisieren, zu berücksichtigen ist dabei jedoch ein Festigkeitsverlust. In der Regel liegt die zulässige Dauertemperatur zwischen ca. +80°C und +150°C.</td>
</tr>
</table> </td>
</tr>
</table>

==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
* Flächen[[dichtungen]]
Auch bei der Belastbarkeit muss man sich an die Vorgaben zum Verarbeiten des Klebstoffes halten um
eine optimale Verbindung zu erhalten.

==Gefahren von Klebstoffen für den Menschen: ==

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="69%" valign="top">Das Hauptproblem des Klebens, stellen die [[Lösungsmittel]] dar. Weitere enthaltene Problemstoffe sind (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.
* Absauganlagen bzw. ausreichende Lüftung
* Körperschutz (Persönliche Schutzausrüstung)
* Lagerung in überschaubaren Mengen
* Beachten der Warnhinweise des Herstellers ([[R-Sätze]] und [[S-Sätze]])
 
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]]

== Fragen: ==

Zum Abschluss noch ein paar einfache Fragen zum Thema Klebverbindungen:
 
 
<table width="89%" border="1" align="center">
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">1. Welche Kräfte wirken beim Kleben? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_1:|Antwort]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">2. Wofür sind physikalisch abbindende Klebstoffe geeignet und wöfür überhaupt 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 über Anwendungsgebiete von Klebstoffen bekannt und deren Festigkeit? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_5:|Antwort]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Normung:==
=== DIN-Normen===
[[DIN]] 8593-8 Fertigungsverfahren [[Fügen]]; Kleben; 
[[DIN]] 16920 Klebstoffe und Klebstoffverarbeitung 
[[DIN]] 16921 
[[DIN]] EN 923 Definition von Klebstoffen und Benennungen 
[[DIN]] EN ISO 9664 

===VDI-Richtlinien===
VDI 3821 Kunststoffkleben 
VDI 2229 [[Metall]]kleben 
Alle DIN-Normen/VDI-Richtlinien kann man beim [http://www.beuth.de BEUTH Verlag] bzw. bei [http://www.vdi.de VDI] beziehen.

==Weblinks:==
Hersteller:

*- [http://www.loctite.de Loctite]
*- [http://www.sika.de Sika]
*- [http://www.Uhu.de Uhu]
*- ...

Informationen:
*- [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]
*- …

==Quellen ==
Quellen
*Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007,
ISBN 978-3-8348-0262-0
*Roloff/Matek Maschinenelemente Formelsammlung, Vieweg Verlag, 8. Aufl. 2006,
ISBN 978-3-8348-0119-7
*Roloff/Matek Maschinenelemente Aufgabensammlung, Vieweg Verlag,
ISBN 978-3-8348-0340-5
*Fertigungstechnik 2, Handwerk + Technik GmbH, 10. Auflage,
ISBN 978-3-582-02313-1
*Tabellenbuch [[Metall]] 43. Auflage mit Formelsammlung
ISBN 3-8085-1723-9

---------------------------

== Download ==

Dieser Artikel/Aufgaben und Lösungen stehen euch auch als *.pdf Dokument zur Verfügung.
 

1. [[Media:Klebverbindungen.pdf‎|Klebverbindungen]]
2. [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]]
3. [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen zu den Aufgaben]]
4. [[Media:Cyanacrylatversuch.pdf|Experiment Cyanacrylat/Fingerabdruck]]
 

==Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007==
# [[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]]
 
 
 
 
[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
[[Kategorie:Fertigungstechnik]]

--[[Benutzer:Jens|Jens]] 19:53, 11. Okt. 2008 (CEST)

Klebverbindungen

2010-04-26T17:54:09Z

JBO: /* Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007 */

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td><div align="center">[[Bild:Adhesed.gif]]</div></td>
<td><div align="center">__TOC__</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Vorwort==

<div style="text-align: center;">
Dieser Artikel enthält sehr viele Informationen rund um das Thema Kleben. .....

Um direkt zu dem Bereich Entwicklung Konstruktion dieses Artikels zu gelangen bitte

<table width="18%" border="0" align="center">
<tr>
<td height="32" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen#Auslegung.2FGestaltung.2FBerechnung:| HIER KLICKEN!]]</div></td>
</tr>
</table>

</div>

==Allgemeines==

===Geschichtliches===

Kurzer Exkurs über die geschichtliche Entwicklung der Klebstoffe:
<table border="0" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> Ca. 5000 -2000 v. Chr.</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Birkenharz diente zum Befestigen von Harpunen- und Speerspitzen im Schaft</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Sumerer und Ägypter, benutzten für ihre Tempel Asphalt. Weitere Rohstoffe aus denen sie Klebstoff gewinnen konnten waren: Erdpech und Baumharz. </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">1754</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Zum ersten mal wurde ein Klebstoff ( ein Tischlerleim ) in England patentiert.</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1870 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Synthetische Klebstoffe </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entdeckung der Nitrozellulose </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1900 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Phenol-Formaldehydharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1912 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung von PVAc </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">bis 1935 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Polyacrylate, [[Harnstoff]]-Formaldehydharze, Polyurethane, Polychloroprene </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1940 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Epoxidharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1950 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Cyanacrylate (Sekundenkleber) </td>
</tr>
</table>
 

===Was versteht man eigentlich unter Kleben ?===
Unter Kleben (nach [[DIN]] 16920) ist das oftmals nicht lösbare Verbinden/[[Fügen]] zwischen verschiedenen
oder 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.

===Was ist ein Klebstoff?===

Definition des Klebstoffes nach DIN 16920: Ein Klebstoff ist ein 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.

===Vorteile:===

* verbinden unterschiedlicher (unterschiedlichster) Werkstoffpaarungen möglich
* ungünstige Werkstoffbeeinflussungen durch Oxidieren, Aushärten und Ausglühen entfallen
* geringer thermischer Verzug aufgrund keiner bzw. nur gering vorliegender thermischer Werkstoffbeanspruchung
* keine Kontaktkorrosion
* keine Oberflächenbeschädigung
* kraft- und Spannungsverteilung ist gleichmäßig
* optisch anspruchsvolle Konstruktion möglich
* schwingungsdämpfend
* hohe Steifigkeit und Gewichtsersparnis aufgrund von Sandwichbauweise (Leichtbau)
* Verbindungen sind dicht, spaltfrei und isolierend
* Querschnittsminderung der Bauteile aufgrund von Löchern für Schraubverbindungen oder Nietverbindungen entfällt. Daraus ergibt sich u.U. auch eine Gewichtsminderung.

===Nachteile:===

* häufig ist eine aufwendige Oberflächenbehandlung erforderlich
* u.U. lange Abbindezeiten bis zur Endfestigkeit der Verbindung
* vielfach Flächen[[druck]] und Wärme zum abbinden notwendig
* geringe Schäl-, Warm-, Dauerfestigkeit
* oft kein Zerstörungsfreies Prüfen der Verbindung möglich
* empfindlich gegen Schlag und Stoßbelastung
 

==Funktionsweise von Klebstoffen==
[[Bild:Ko-ad.jpg|thumb|Abb.1 Quelle: RM]]

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 Quelle: 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
der Realität nur selten so nahe, das es zu einer spürbaren Adhäsion (Grenzflächenhaftung) kommt. Nur
ein flüssiger Stoff kann sich den Oberflächenkonturen vollständig anpassen und als „Brückenmedium“ eine
Adhäsion bewirken. Da aber der innere Zusammenhalt (Kohäsion) von Flüssigkeiten im Normalfall äußerst
gering ist und sie somit als verbindendes Element nicht geeignet sind müssen sie die Eigenschaft haben,
nachdem sie sich an die Oberfläche geschmiegt haben zu verfestigen. Hier kommen nun die Klebstoffe ins
Spiel. Die benötigte Adhäsion ist gegeben und wenn ein Klebstoff aushärtet erhält er die nötige Kohäsion.

==Einteilung von Klebstoffen==

Klebstoffe können nach vielen verschiedenen Gesichtspunkten eingeteilt werden. z.B.

- nach der Bindefestigkeit
- nach der Art des Abbindemechanismus
- nach Anwendungsgebieten
- nach Art des Grundwerkstoffes

In der VDI-Richtline 2229, auf die im Folgenden eingegangen wird, werden Klebstoffe nach Art des
Abbindens eingeteilt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:einteilung.jpg]]
</div>

===physikalisch abbindende Klebstoffe:===

Diese Arten der Klebstoffe sind häufig eine Lösung von natürlichen 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 Lösemitteln (insb. [[Kohlenwasserstoffe|Kohlenwasserstoffe]])  bzw. Dispersionsmittel.

Die Klebeschicht entsteht durch physikalische Vorgänge wie das Ablüften des [[Lösungsmittel]]s vor dem [[Fügen]], erstarren der Klebstoffschmelze oder Gelieren (bei einem mehrphasigen System).

Diese Kleber sind besonders geeignet um [[Metalle]] (undurchlässiges Werkstoffe) mit porösen Werkstoffen wie z.B. Holz zu verbinden. Hingegen sind sie ungeeignet um zwei undurchlässige Werkstoffpaarungen wie z.B. [[Metall]] – [[Metall]] zu verbinden, da bei größeren Klebeflächen ein ausreichendes Ablüften und somit eine gute Bindung nicht möglich ist. 

Physikalisch abbindende Klebstoffe sind thermoplastisch und sind somit wärmeempfindlich, sie haben eine erhöhte Kriechneigung und sind anfälliger gegen Lösungsmittel als chemisch abbindende Klebstoffe. 
 
Sie werden unterteilt in:
 
Kontaktklebstoff: wird beidseitig auf die Oberflächen aufgetragen und nach Ablüften des Lösungsmittels innerhalb der Kontaktklebzeit (Herstellerangaben beachten) unter (starkem) [[Druck]] gefügt.
 
Schmelzklebstoff: wird in geschmolzenem Zustand ca. 150°C – 190°C aufgetragen und die Teile müssen vor erstarren der &bdquo;Schmelze“ gefügt werden. (Bp. Heissklebepistole)
 
Plastisole: sind lösungsmittelfreie Klebstoffe die bei einer Temperatur von 140°C bis 200°C abbinden.
 

<table border="1" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="16%" valign="top">Klebstofftyp </td>
<td width="11%" valign="top">Beispiel </td>
<td width="18%" valign="top">Bedingungen </td>
<td width="8%" valign="top">Kompo-nenten </td>
<td width="13%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="16%" valign="top">Lösungsmittel 
Dispersionsmittel</td>
<td width="18%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Schmelz-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polyester, 
</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Papier, Textilien, 
Leder, Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Plastisol-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">PVC</td>
<td width="18%" valign="top">+Weichmacher 
und Haftvermittler</td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Metalle, 
Keramik</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Kontakt-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polychloropen</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">kalt</td>
<td width="16%" valign="top">verdunsten vor 
dem Kleben</td>
<td width="18%" valign="top">Holz, Gummi, 
Kunststoffe, Metalle</td>
</tr>
</table>
 

===chemisch abbindende Klebstoffe: (Reaktionsklebstoffe)===

Reaktionsklebstoffe sind  Klebstoffe, die durch zugesetzten Härter ([[Katalysator|Katalysator]]) oder weitere Komponenten [[Verlauf_chemischer_Reaktionen|chemische Reaktionen]] auslösen, und somit sehr feste und dauerhafte Verbindungen eingehen. Meist werden Reaktionsklebstoffe aus zwei Stoffen zusammengemischt Grundstoff (Bindemittel) und Härter ([[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“ aus Cyanacrylat. ([[Sekundenkleber]]) Diese Klebstoffe benötigen eine &bdquo;unsichtbare“ zweite Komponente, die Feuchtigkeit, die sie aus der Umgebungsluft beziehen. Im Allgemeinen gilt das abbinden der Reaktionsklebstoffe wird durch einen Katalysator, einwirken erhöhter Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder durch entziehen des Sauerstoffes (anaerob) in gang gesetzt. 
 
Da Reaktionsklebstoffe keine [[Lösungsmittel]] enthalten sind sie deshalb besonders geeignet für glatte, nicht poröse und feste Materialien wie z.B. [[Glas]], [[Metalle]], Keramik, [[Kunststoffe]] und Gummi. Die Klebestellen sollten aber vor dem Fügen durch anschleifen von anhaftenden Oxidschichten befreit werden. Insbesondere gilt dies für Gummi, da es durch Einwirkung von [http://de.wikipedia.org/wiki/Ultraviolettstrahlung UV-Strahlen] und [[Ozon|Ozon]] geschädigt wird und keine klebefähige Schicht mehr hat. 
Da die Abbindung u. U. Tage dauert ist es sinnvoll eine weitere dritte Komponente einen Beschleuniger hinzuzufügen. 
 
Reaktionsklebstoffe werden unterteilt in:
 
Polymerisationsklebstoffe: (Ein- oder Zweikomponentenkleber) Die Polymerisation wird durch die Reaktion mit dem [[Katalysator|Katalysator]] ausgelöst. Bei den anaerob abbindenden Klebstoffen bleibt die Reaktion aus, solange der [[Katalysator|Katalysator]] im Flüssigen Klebstoff mit Sauerstoff in Berührung kommt. Durch die Katalysatormenge und Temperaturänderungen ist die Reaktionszeit beeinflussbar.
 
Polyadditionsklebstoffe: (Ein- oder Mehrkomponentenkleber) Durch die Reaktion von mindestens zwei chemisch unterschiedlichen und reaktionsfähigen Stoffen, welche im [[Stöchiometrie|stöchiometrischen]] Verhältnis miteinander gemischt werden entstehen diese Klebstoffe.
 
Polykondensationsklebstoffe: reagieren bei einem Anpressdruck ≥0,4 N/mm2 unter abspalten flüchtiger Stoffe und einer Abbindetemperatur von ca. 120°C bis 160°C.
 
Beispiele:
<table border="1" cellpadding="0" width="98%">
<tr>
<td width="20%" valign="top"><div align="center">Kunststofftyp </div></td>
<td width="17%" valign="top">Reaktions- 
bedingungen</td>
<td width="16%" valign="top">Anzahl der 
Komponenten</td>
<td width="15%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="15%" valign="top">Reaktions- 
produkte</td>
<td width="17%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Säureanhydride</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">warm</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyamine</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Polysocyanate</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyole</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">[http://de.wikipedia.org/wiki/Cyanoacrylate Cyanacrylate]</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe, Gummi</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Methacrylate</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]]</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Harnstoff 
Formaldehyd</td>
<td width="17%" valign="top">+Styrol oder 
Methacrylate</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">bleiben in der 
Klebeschicht</td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik,  
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Silicon-Harze</td>
<td width="17%" valign="top">+ Feuchtigkeit</td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">verdunsten 
beim Kleben</td>
<td width="17%" valign="top">Keramik</td>
</tr>
</table>
 

==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.
===Vorbehandlung:===

 
<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="73%" valign="top">Um eine möglichst hohe Adhäsion des Klebstoffes zu erreichen müssen die Oberflächen der zu fügenden Teile von Schmutz, Rost, Oxidschichten und Fett befreit werden. Zu glatte Oberflächen müssen vor dem verkleben/fügen durch abschmirgeln oder sandstrahlen angeraut werden. 
</td>
<td width="27%">[[Bild:Tabelle1.jpg|thumb|Haftgrundbehandlung versch. Werkstoffe Quelle: RM]]</td>
</tr>
</table>

===Klebvorgang:===

Hier gilt auch die Herstellerangaben unbedingt beachten um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Im Normalfall werden [[Lösemittel]]haltige Klebstoffe entsprechend der Konsistenz beidseitig mit Pinsel oder Spachtel auf die Fügeteile aufgetragen, Dann sollten die Fügeteile eine Zeit &bdquo;ruhen“, damit ein Großteil des [[Lösemittel]]s verdunsten und der Grundstoff sich durch Adhäsion mit der Oberfläche verbinden kann. Nach genügender Abbindung des Klebstoffes werden beide Fügeteile unter [[Druck]] zusammengefügt. Nun wird die Verbindung durch Kohäsion in der Klebeschicht hergestellt. Die Klebeschicht ist in der Regel nach ein bis zwei tagen aufgrund des Verdunstens des Lösemittels vollständig abgebunden.
 
Bei Reaktionsklebstoffen wird das Gemisch aus den Komponenten einseitig auf eines der Fügeteile, mit der vorbereiteten Oberfläche, aufgetragen (entsprechend des Klebstoffes auch gestreut oder bei Klebefolien aufgelegt). Die Teile können in der Regel sofort gefügt werden, da ja kein [[Lösemittel]] verdunsten muss. Entsprechend des Klebstoffes erfolgt das Abbinden mit oder ohne [[Druck]]/Wärmeeinfluss innerhalb weniger Minuten (Warmklebstoffen) oder in mehreren Tagen (Kaltklebstoffe).
 
''Man sollte immer nur soviel Klebstoff anmischen wie gebraucht wird bzw. soviel wie während der Tropfzeit verarbeitet werden kann, da die Reaktion sofort nach dem vermischen der Komponenten einsetzt.''

===Nachbehandlung:===
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.
 
 

== '''Auslegung/Gestaltung/Berechnung:''' ==
Grundsätzlich gilt:

'''Klebgerecht konstruieren und richtige Wahl des Klebers''' (siehe RM TB 5-2)

Weiter ist zu beachten:

* Klebefläche ausreichend dimensionieren (Überlappungen bevorzugen)
* Scherbeanspruchung in der Klebefuge anstreben
* Zugbeanspruchung nur in besonderen Fällen zulassen
* Fugenspalt so klein wie möglich halten
* Schälbeanspruchung unter allen Umständen vermeiden (konstruktive Maßnahmen z.B. Versteifungen)
* Schutz vor Witterung und Feuchtigkeit (z.B. Lacküberzug) 
 
<div style="text-align: center;">
[[Bild:beanspruchung1.jpg]]
</div>

Beispiel für eine Klebgerechte Konstruktion wenn Stumpf an Stumpf liegt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:Beanspruchung2.jpg]]
</div>

[[Bild:bsp.jpg|thumb|Weitere Beispiele einer klebgerechten Konstruktion]]
Folgernd lässt sich sagen:
 
In Bezug auf auftretende Kräfte:

* '''Bevorzugt sollten Klebverbindungen auf Druck/Zug oder Scherung belastet werden.
*Biege- und Schälbelastungen sollten vermieden werden.'''
 
In Bezug auf Abmessungen:

* '''Je grösser die Kraft ist die übertragen wird, desto grösser muss die Klebefläche sein.'''
 
 
 
 
 

===Berechnungsgrundlagen:===

<div align="center">
<table width="87%" border="3">
<tr>
<td align="center" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">Folgendes sind vereinfachte Berechnungen und ergeben lediglich Richtwerte, da sehr viele Einflussfaktoren, vom verwendeten Klebstoff abhängig sind. Die Einflussfaktoren sind überdies nur sehr schwer zu erfassen und nur überschlägig berücksichtigt. Maßgebend für alle Anwendungsfälle sind die Angaben der Hersteller.</div></td>
</tr>
</table>
</div>
 
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.

[[Bild:tkb.jpg]]

* '''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:

wechselnd: [[Bild:tklw.jpg]]

schwellend: [[Bild:tklsch.jpg]]

<table width="50%" border="1" align="center">
<tr>
<td><div align="center">Beanspruchungen verschiedener Klebnahtformen</div></td>
</tr>
<tr>
<td>[[Bild:kl-form.jpg]]</td>
</tr>
<tr>
<td>a) Stumpfstoß, zugbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>b) einfache Überlappung, zugscherbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>c) Rundklebung, schubbeansprucht unter Torsionsmoment T</td>
</tr>
</table>
 
Mit ausreichender Genauigkeit wird die unter der Belastung F bzw. T auftretende Beanspruchung als gleichmässig
verteilte Nennspannung berechnet. 
(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

===Aufgaben:===

====Aufgabe 1:====
 
 
<table width="72%" height="1" border="3" align="center">
<tr>
<td colspan="3">Berechnungsaufgabe 1:
 Bei einem Zugversuch an einem Prüfstab (siehe Grafik) ergibt sich eine Bruchlast Fm=5200N. 
Wie groß ist die Bindefestigkeit τKB des verwendeten Reaktionsklebstoffes ? </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 Lösung]]
</div></td>
<td><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe1|Lösung]]</div></td>
<td><div style="text-align: center;">
Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]
</div></td>
</tr>
</table>
 
 
 

====Aufgabe 2:====
 
 
<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2">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 σ_abs
b: die relative Schälfestigkeit σ_rel</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 Lösung]]
</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>
 
 

====Aufgabe 3:====
 
 

<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2" valign="top">'''Berechnungsaufgabe 3:'''
Das Ende eines Wasserrohres aus [http://de.wikipedia.org/wiki/Polyvinylchlorid 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 von p=4 bar sicher hält, wenn die
Bindefestigkeit des Klebers bei 20mm Überlappungslänge
τKB= 8 N/mm2 beträgt. Standard Sicherheit 1,5-2,5. </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 Lösung]]
</div></td>
<td width="25%"><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe3|Lösung]]</div></td>
<td><div align="center">Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Festigkeit und Einflüsse darauf:==
Die Festigkeit von Klebverbindungen ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Hier gilt angaben des
Herstellers beachten. Bp.

* Temperatur
* Verarbeitung
* Vorbereitung
* Umwelteinflüsse
 
Es gibt mehrere Faktoren die die Festigkeit der Klebverbindung beeinflussen:

* [[Korrosion]]sbeständigkeit
* Alterungsbeständigkeit/Zeit
* Warmfestigkeit

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Korrosionsbeständigkeit:''' Reaktionsklebstoffe sind im Allgemeinen beständiger als Lösungsmittelklebstoffen gegenüber [[Lösungsmittel]]n (z.B. [[Alkohol]], [[Aceton]], [[Benzin]], etc.) und anderen Flüssigkeiten (z.B. Öle, [[Säure]]n, [[Lauge]]n, etc.) Bei Einwirkung von Wasser über einen längeren Zeitraum ergeben sich jedoch Festigkeitsminderungen (verstärkt noch durch Wärmeeinwirkung) durch Beeinträchtigung der Adhäsion und Kohäsion.</td>
</tr>
</table>
</td>
<td valign="top"><div align="left">Die Abbildung zeigt Das Festigkeitsverhalten eines Klebstoffes (Sicomet-Standard) bei verschiedenen Umwelteinflüssen über einen grösseren Zeitraum.</div></td>
</tr>
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Alterungsbeständigkeit:''' bei [[Metall]]klebungen ist abhängig von der Art des verwendeten Klebstoffes, den zu fügenden Materialien, der Vorbehandlung der Oberfläche und besonders von schädigenden Umwelteinflüssen. Die warmabbindenden Klebstoffe sind in der Regel beständiger als kaltabbindende Klebstoffe. Direkt nach dem Abbinden besitzen die Klebstoffe die größte Bindefestigkeit, daraufhin stellt sich jedoch ein u.U. über längeren Zeitraum andauernder Festigkeitsabfall ein.</td>
</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 Quelle: RM]] </div>
</div></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td height="93"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Warmfestigkeit:''' Klebstofffestigkeit ist stark Temperaturabhängig. Auch hier zeigen die warmabbindenden Klebstoffe ein besseres verhalten als die kaltabbindenden. Je nach Klebstoffsorte lässt sich kurzzeitige Beständigkeit bis zu +350°C realisieren, zu berücksichtigen ist dabei jedoch ein Festigkeitsverlust. In der Regel liegt die zulässige Dauertemperatur zwischen ca. +80°C und +150°C.</td>
</tr>
</table> </td>
</tr>
</table>

==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
* Flächen[[dichtungen]]
Auch bei der Belastbarkeit muss man sich an die Vorgaben zum Verarbeiten des Klebstoffes halten um
eine optimale Verbindung zu erhalten.

==Gefahren von Klebstoffen für den Menschen: ==

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="69%" valign="top">Das Hauptproblem des Klebens, stellen die [[Lösungsmittel]] dar. Weitere enthaltene Problemstoffe sind (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.
* Absauganlagen bzw. ausreichende Lüftung
* Körperschutz (Persönliche Schutzausrüstung)
* Lagerung in überschaubaren Mengen
* Beachten der Warnhinweise des Herstellers ([[R-Sätze]] und [[S-Sätze]])
 
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]]

== Fragen: ==

Zum Abschluss noch ein paar einfache Fragen zum Thema Klebverbindungen:
 
 
<table width="89%" border="1" align="center">
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">1. Welche Kräfte wirken beim Kleben? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_1:|Antwort]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">2. Wofür sind physikalisch abbindende Klebstoffe geeignet und wöfür überhaupt 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 über Anwendungsgebiete von Klebstoffen bekannt und deren Festigkeit? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_5:|Antwort]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Normung:==
=== DIN-Normen===
[[DIN]] 8593-8 Fertigungsverfahren [[Fügen]]; Kleben; 
[[DIN]] 16920 Klebstoffe und Klebstoffverarbeitung 
[[DIN]] 16921 
[[DIN]] EN 923 Definition von Klebstoffen und Benennungen 
[[DIN]] EN ISO 9664 

===VDI-Richtlinien===
VDI 3821 Kunststoffkleben 
VDI 2229 [[Metall]]kleben 
Alle DIN-Normen/VDI-Richtlinien kann man beim [http://www.beuth.de BEUTH Verlag] bzw. bei [http://www.vdi.de VDI] beziehen.

==Weblinks:==
Hersteller:

*- [http://www.loctite.de Loctite]
*- [http://www.sika.de Sika]
*- [http://www.Uhu.de Uhu]
*- ...

Informationen:
*- [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]
*- …

==Quellen ==
Quellen
*Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007,
ISBN 978-3-8348-0262-0
*Roloff/Matek Maschinenelemente Formelsammlung, Vieweg Verlag, 8. Aufl. 2006,
ISBN 978-3-8348-0119-7
*Roloff/Matek Maschinenelemente Aufgabensammlung, Vieweg Verlag,
ISBN 978-3-8348-0340-5
*Fertigungstechnik 2, Handwerk + Technik GmbH, 10. Auflage,
ISBN 978-3-582-02313-1
*Tabellenbuch [[Metall]] 43. Auflage mit Formelsammlung
ISBN 3-8085-1723-9

---------------------------

== Download ==

Dieser Artikel/Aufgaben und Lösungen stehen euch auch als *.pdf Dokument zur Verfügung.
 

1. [[Media:Klebverbindungen.pdf‎|Klebverbindungen]]
2. [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]]
3. [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen zu den Aufgaben]]
4. [[Media:Cyanacrylatversuch.pdf|Experiment Cyanacrylat/Fingerabdruck]]
 

==Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007==
# Element 1[[Media:100422_JB_Klebverbindungen.ppt]]
# Element 2[[Media:100422_JB_Klebverbindungen.doc]]
# Element 3[[Media:100422_JB_Berechnung_und_Übungsaufgaben_1.doc]]
# Element 4[[Media:100422_JB_Berechnung_und_Übungsaufgaben_2.doc]]
 
 
 
 
[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
[[Kategorie:Fertigungstechnik]]

--[[Benutzer:Jens|Jens]] 19:53, 11. Okt. 2008 (CEST)

Klebverbindungen

2010-04-26T17:53:37Z

JBO: /* Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007 */

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td><div align="center">[[Bild:Adhesed.gif]]</div></td>
<td><div align="center">__TOC__</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Vorwort==

<div style="text-align: center;">
Dieser Artikel enthält sehr viele Informationen rund um das Thema Kleben. .....

Um direkt zu dem Bereich Entwicklung Konstruktion dieses Artikels zu gelangen bitte

<table width="18%" border="0" align="center">
<tr>
<td height="32" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen#Auslegung.2FGestaltung.2FBerechnung:| HIER KLICKEN!]]</div></td>
</tr>
</table>

</div>

==Allgemeines==

===Geschichtliches===

Kurzer Exkurs über die geschichtliche Entwicklung der Klebstoffe:
<table border="0" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> Ca. 5000 -2000 v. Chr.</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Birkenharz diente zum Befestigen von Harpunen- und Speerspitzen im Schaft</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Sumerer und Ägypter, benutzten für ihre Tempel Asphalt. Weitere Rohstoffe aus denen sie Klebstoff gewinnen konnten waren: Erdpech und Baumharz. </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">1754</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Zum ersten mal wurde ein Klebstoff ( ein Tischlerleim ) in England patentiert.</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1870 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Synthetische Klebstoffe </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entdeckung der Nitrozellulose </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1900 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Phenol-Formaldehydharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1912 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung von PVAc </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">bis 1935 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Polyacrylate, [[Harnstoff]]-Formaldehydharze, Polyurethane, Polychloroprene </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1940 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Epoxidharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1950 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Cyanacrylate (Sekundenkleber) </td>
</tr>
</table>
 

===Was versteht man eigentlich unter Kleben ?===
Unter Kleben (nach [[DIN]] 16920) ist das oftmals nicht lösbare Verbinden/[[Fügen]] zwischen verschiedenen
oder 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.

===Was ist ein Klebstoff?===

Definition des Klebstoffes nach DIN 16920: Ein Klebstoff ist ein 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.

===Vorteile:===

* verbinden unterschiedlicher (unterschiedlichster) Werkstoffpaarungen möglich
* ungünstige Werkstoffbeeinflussungen durch Oxidieren, Aushärten und Ausglühen entfallen
* geringer thermischer Verzug aufgrund keiner bzw. nur gering vorliegender thermischer Werkstoffbeanspruchung
* keine Kontaktkorrosion
* keine Oberflächenbeschädigung
* kraft- und Spannungsverteilung ist gleichmäßig
* optisch anspruchsvolle Konstruktion möglich
* schwingungsdämpfend
* hohe Steifigkeit und Gewichtsersparnis aufgrund von Sandwichbauweise (Leichtbau)
* Verbindungen sind dicht, spaltfrei und isolierend
* Querschnittsminderung der Bauteile aufgrund von Löchern für Schraubverbindungen oder Nietverbindungen entfällt. Daraus ergibt sich u.U. auch eine Gewichtsminderung.

===Nachteile:===

* häufig ist eine aufwendige Oberflächenbehandlung erforderlich
* u.U. lange Abbindezeiten bis zur Endfestigkeit der Verbindung
* vielfach Flächen[[druck]] und Wärme zum abbinden notwendig
* geringe Schäl-, Warm-, Dauerfestigkeit
* oft kein Zerstörungsfreies Prüfen der Verbindung möglich
* empfindlich gegen Schlag und Stoßbelastung
 

==Funktionsweise von Klebstoffen==
[[Bild:Ko-ad.jpg|thumb|Abb.1 Quelle: RM]]

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 Quelle: 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
der Realität nur selten so nahe, das es zu einer spürbaren Adhäsion (Grenzflächenhaftung) kommt. Nur
ein flüssiger Stoff kann sich den Oberflächenkonturen vollständig anpassen und als „Brückenmedium“ eine
Adhäsion bewirken. Da aber der innere Zusammenhalt (Kohäsion) von Flüssigkeiten im Normalfall äußerst
gering ist und sie somit als verbindendes Element nicht geeignet sind müssen sie die Eigenschaft haben,
nachdem sie sich an die Oberfläche geschmiegt haben zu verfestigen. Hier kommen nun die Klebstoffe ins
Spiel. Die benötigte Adhäsion ist gegeben und wenn ein Klebstoff aushärtet erhält er die nötige Kohäsion.

==Einteilung von Klebstoffen==

Klebstoffe können nach vielen verschiedenen Gesichtspunkten eingeteilt werden. z.B.

- nach der Bindefestigkeit
- nach der Art des Abbindemechanismus
- nach Anwendungsgebieten
- nach Art des Grundwerkstoffes

In der VDI-Richtline 2229, auf die im Folgenden eingegangen wird, werden Klebstoffe nach Art des
Abbindens eingeteilt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:einteilung.jpg]]
</div>

===physikalisch abbindende Klebstoffe:===

Diese Arten der Klebstoffe sind häufig eine Lösung von natürlichen 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 Lösemitteln (insb. [[Kohlenwasserstoffe|Kohlenwasserstoffe]])  bzw. Dispersionsmittel.

Die Klebeschicht entsteht durch physikalische Vorgänge wie das Ablüften des [[Lösungsmittel]]s vor dem [[Fügen]], erstarren der Klebstoffschmelze oder Gelieren (bei einem mehrphasigen System).

Diese Kleber sind besonders geeignet um [[Metalle]] (undurchlässiges Werkstoffe) mit porösen Werkstoffen wie z.B. Holz zu verbinden. Hingegen sind sie ungeeignet um zwei undurchlässige Werkstoffpaarungen wie z.B. [[Metall]] – [[Metall]] zu verbinden, da bei größeren Klebeflächen ein ausreichendes Ablüften und somit eine gute Bindung nicht möglich ist. 

Physikalisch abbindende Klebstoffe sind thermoplastisch und sind somit wärmeempfindlich, sie haben eine erhöhte Kriechneigung und sind anfälliger gegen Lösungsmittel als chemisch abbindende Klebstoffe. 
 
Sie werden unterteilt in:
 
Kontaktklebstoff: wird beidseitig auf die Oberflächen aufgetragen und nach Ablüften des Lösungsmittels innerhalb der Kontaktklebzeit (Herstellerangaben beachten) unter (starkem) [[Druck]] gefügt.
 
Schmelzklebstoff: wird in geschmolzenem Zustand ca. 150°C – 190°C aufgetragen und die Teile müssen vor erstarren der &bdquo;Schmelze“ gefügt werden. (Bp. Heissklebepistole)
 
Plastisole: sind lösungsmittelfreie Klebstoffe die bei einer Temperatur von 140°C bis 200°C abbinden.
 

<table border="1" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="16%" valign="top">Klebstofftyp </td>
<td width="11%" valign="top">Beispiel </td>
<td width="18%" valign="top">Bedingungen </td>
<td width="8%" valign="top">Kompo-nenten </td>
<td width="13%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="16%" valign="top">Lösungsmittel 
Dispersionsmittel</td>
<td width="18%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Schmelz-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polyester, 
</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Papier, Textilien, 
Leder, Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Plastisol-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">PVC</td>
<td width="18%" valign="top">+Weichmacher 
und Haftvermittler</td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Metalle, 
Keramik</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Kontakt-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polychloropen</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">kalt</td>
<td width="16%" valign="top">verdunsten vor 
dem Kleben</td>
<td width="18%" valign="top">Holz, Gummi, 
Kunststoffe, Metalle</td>
</tr>
</table>
 

===chemisch abbindende Klebstoffe: (Reaktionsklebstoffe)===

Reaktionsklebstoffe sind  Klebstoffe, die durch zugesetzten Härter ([[Katalysator|Katalysator]]) oder weitere Komponenten [[Verlauf_chemischer_Reaktionen|chemische Reaktionen]] auslösen, und somit sehr feste und dauerhafte Verbindungen eingehen. Meist werden Reaktionsklebstoffe aus zwei Stoffen zusammengemischt Grundstoff (Bindemittel) und Härter ([[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“ aus Cyanacrylat. ([[Sekundenkleber]]) Diese Klebstoffe benötigen eine &bdquo;unsichtbare“ zweite Komponente, die Feuchtigkeit, die sie aus der Umgebungsluft beziehen. Im Allgemeinen gilt das abbinden der Reaktionsklebstoffe wird durch einen Katalysator, einwirken erhöhter Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder durch entziehen des Sauerstoffes (anaerob) in gang gesetzt. 
 
Da Reaktionsklebstoffe keine [[Lösungsmittel]] enthalten sind sie deshalb besonders geeignet für glatte, nicht poröse und feste Materialien wie z.B. [[Glas]], [[Metalle]], Keramik, [[Kunststoffe]] und Gummi. Die Klebestellen sollten aber vor dem Fügen durch anschleifen von anhaftenden Oxidschichten befreit werden. Insbesondere gilt dies für Gummi, da es durch Einwirkung von [http://de.wikipedia.org/wiki/Ultraviolettstrahlung UV-Strahlen] und [[Ozon|Ozon]] geschädigt wird und keine klebefähige Schicht mehr hat. 
Da die Abbindung u. U. Tage dauert ist es sinnvoll eine weitere dritte Komponente einen Beschleuniger hinzuzufügen. 
 
Reaktionsklebstoffe werden unterteilt in:
 
Polymerisationsklebstoffe: (Ein- oder Zweikomponentenkleber) Die Polymerisation wird durch die Reaktion mit dem [[Katalysator|Katalysator]] ausgelöst. Bei den anaerob abbindenden Klebstoffen bleibt die Reaktion aus, solange der [[Katalysator|Katalysator]] im Flüssigen Klebstoff mit Sauerstoff in Berührung kommt. Durch die Katalysatormenge und Temperaturänderungen ist die Reaktionszeit beeinflussbar.
 
Polyadditionsklebstoffe: (Ein- oder Mehrkomponentenkleber) Durch die Reaktion von mindestens zwei chemisch unterschiedlichen und reaktionsfähigen Stoffen, welche im [[Stöchiometrie|stöchiometrischen]] Verhältnis miteinander gemischt werden entstehen diese Klebstoffe.
 
Polykondensationsklebstoffe: reagieren bei einem Anpressdruck ≥0,4 N/mm2 unter abspalten flüchtiger Stoffe und einer Abbindetemperatur von ca. 120°C bis 160°C.
 
Beispiele:
<table border="1" cellpadding="0" width="98%">
<tr>
<td width="20%" valign="top"><div align="center">Kunststofftyp </div></td>
<td width="17%" valign="top">Reaktions- 
bedingungen</td>
<td width="16%" valign="top">Anzahl der 
Komponenten</td>
<td width="15%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="15%" valign="top">Reaktions- 
produkte</td>
<td width="17%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Säureanhydride</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">warm</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyamine</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Polysocyanate</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyole</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">[http://de.wikipedia.org/wiki/Cyanoacrylate Cyanacrylate]</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe, Gummi</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Methacrylate</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]]</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Harnstoff 
Formaldehyd</td>
<td width="17%" valign="top">+Styrol oder 
Methacrylate</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">bleiben in der 
Klebeschicht</td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik,  
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Silicon-Harze</td>
<td width="17%" valign="top">+ Feuchtigkeit</td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">verdunsten 
beim Kleben</td>
<td width="17%" valign="top">Keramik</td>
</tr>
</table>
 

==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.
===Vorbehandlung:===

 
<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="73%" valign="top">Um eine möglichst hohe Adhäsion des Klebstoffes zu erreichen müssen die Oberflächen der zu fügenden Teile von Schmutz, Rost, Oxidschichten und Fett befreit werden. Zu glatte Oberflächen müssen vor dem verkleben/fügen durch abschmirgeln oder sandstrahlen angeraut werden. 
</td>
<td width="27%">[[Bild:Tabelle1.jpg|thumb|Haftgrundbehandlung versch. Werkstoffe Quelle: RM]]</td>
</tr>
</table>

===Klebvorgang:===

Hier gilt auch die Herstellerangaben unbedingt beachten um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Im Normalfall werden [[Lösemittel]]haltige Klebstoffe entsprechend der Konsistenz beidseitig mit Pinsel oder Spachtel auf die Fügeteile aufgetragen, Dann sollten die Fügeteile eine Zeit &bdquo;ruhen“, damit ein Großteil des [[Lösemittel]]s verdunsten und der Grundstoff sich durch Adhäsion mit der Oberfläche verbinden kann. Nach genügender Abbindung des Klebstoffes werden beide Fügeteile unter [[Druck]] zusammengefügt. Nun wird die Verbindung durch Kohäsion in der Klebeschicht hergestellt. Die Klebeschicht ist in der Regel nach ein bis zwei tagen aufgrund des Verdunstens des Lösemittels vollständig abgebunden.
 
Bei Reaktionsklebstoffen wird das Gemisch aus den Komponenten einseitig auf eines der Fügeteile, mit der vorbereiteten Oberfläche, aufgetragen (entsprechend des Klebstoffes auch gestreut oder bei Klebefolien aufgelegt). Die Teile können in der Regel sofort gefügt werden, da ja kein [[Lösemittel]] verdunsten muss. Entsprechend des Klebstoffes erfolgt das Abbinden mit oder ohne [[Druck]]/Wärmeeinfluss innerhalb weniger Minuten (Warmklebstoffen) oder in mehreren Tagen (Kaltklebstoffe).
 
''Man sollte immer nur soviel Klebstoff anmischen wie gebraucht wird bzw. soviel wie während der Tropfzeit verarbeitet werden kann, da die Reaktion sofort nach dem vermischen der Komponenten einsetzt.''

===Nachbehandlung:===
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.
 
 

== '''Auslegung/Gestaltung/Berechnung:''' ==
Grundsätzlich gilt:

'''Klebgerecht konstruieren und richtige Wahl des Klebers''' (siehe RM TB 5-2)

Weiter ist zu beachten:

* Klebefläche ausreichend dimensionieren (Überlappungen bevorzugen)
* Scherbeanspruchung in der Klebefuge anstreben
* Zugbeanspruchung nur in besonderen Fällen zulassen
* Fugenspalt so klein wie möglich halten
* Schälbeanspruchung unter allen Umständen vermeiden (konstruktive Maßnahmen z.B. Versteifungen)
* Schutz vor Witterung und Feuchtigkeit (z.B. Lacküberzug) 
 
<div style="text-align: center;">
[[Bild:beanspruchung1.jpg]]
</div>

Beispiel für eine Klebgerechte Konstruktion wenn Stumpf an Stumpf liegt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:Beanspruchung2.jpg]]
</div>

[[Bild:bsp.jpg|thumb|Weitere Beispiele einer klebgerechten Konstruktion]]
Folgernd lässt sich sagen:
 
In Bezug auf auftretende Kräfte:

* '''Bevorzugt sollten Klebverbindungen auf Druck/Zug oder Scherung belastet werden.
*Biege- und Schälbelastungen sollten vermieden werden.'''
 
In Bezug auf Abmessungen:

* '''Je grösser die Kraft ist die übertragen wird, desto grösser muss die Klebefläche sein.'''
 
 
 
 
 

===Berechnungsgrundlagen:===

<div align="center">
<table width="87%" border="3">
<tr>
<td align="center" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">Folgendes sind vereinfachte Berechnungen und ergeben lediglich Richtwerte, da sehr viele Einflussfaktoren, vom verwendeten Klebstoff abhängig sind. Die Einflussfaktoren sind überdies nur sehr schwer zu erfassen und nur überschlägig berücksichtigt. Maßgebend für alle Anwendungsfälle sind die Angaben der Hersteller.</div></td>
</tr>
</table>
</div>
 
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.

[[Bild:tkb.jpg]]

* '''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:

wechselnd: [[Bild:tklw.jpg]]

schwellend: [[Bild:tklsch.jpg]]

<table width="50%" border="1" align="center">
<tr>
<td><div align="center">Beanspruchungen verschiedener Klebnahtformen</div></td>
</tr>
<tr>
<td>[[Bild:kl-form.jpg]]</td>
</tr>
<tr>
<td>a) Stumpfstoß, zugbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>b) einfache Überlappung, zugscherbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>c) Rundklebung, schubbeansprucht unter Torsionsmoment T</td>
</tr>
</table>
 
Mit ausreichender Genauigkeit wird die unter der Belastung F bzw. T auftretende Beanspruchung als gleichmässig
verteilte Nennspannung berechnet. 
(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

===Aufgaben:===

====Aufgabe 1:====
 
 
<table width="72%" height="1" border="3" align="center">
<tr>
<td colspan="3">Berechnungsaufgabe 1:
 Bei einem Zugversuch an einem Prüfstab (siehe Grafik) ergibt sich eine Bruchlast Fm=5200N. 
Wie groß ist die Bindefestigkeit τKB des verwendeten Reaktionsklebstoffes ? </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 Lösung]]
</div></td>
<td><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe1|Lösung]]</div></td>
<td><div style="text-align: center;">
Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]
</div></td>
</tr>
</table>
 
 
 

====Aufgabe 2:====
 
 
<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2">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 σ_abs
b: die relative Schälfestigkeit σ_rel</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 Lösung]]
</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>
 
 

====Aufgabe 3:====
 
 

<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2" valign="top">'''Berechnungsaufgabe 3:'''
Das Ende eines Wasserrohres aus [http://de.wikipedia.org/wiki/Polyvinylchlorid 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 von p=4 bar sicher hält, wenn die
Bindefestigkeit des Klebers bei 20mm Überlappungslänge
τKB= 8 N/mm2 beträgt. Standard Sicherheit 1,5-2,5. </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 Lösung]]
</div></td>
<td width="25%"><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe3|Lösung]]</div></td>
<td><div align="center">Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Festigkeit und Einflüsse darauf:==
Die Festigkeit von Klebverbindungen ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Hier gilt angaben des
Herstellers beachten. Bp.

* Temperatur
* Verarbeitung
* Vorbereitung
* Umwelteinflüsse
 
Es gibt mehrere Faktoren die die Festigkeit der Klebverbindung beeinflussen:

* [[Korrosion]]sbeständigkeit
* Alterungsbeständigkeit/Zeit
* Warmfestigkeit

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Korrosionsbeständigkeit:''' Reaktionsklebstoffe sind im Allgemeinen beständiger als Lösungsmittelklebstoffen gegenüber [[Lösungsmittel]]n (z.B. [[Alkohol]], [[Aceton]], [[Benzin]], etc.) und anderen Flüssigkeiten (z.B. Öle, [[Säure]]n, [[Lauge]]n, etc.) Bei Einwirkung von Wasser über einen längeren Zeitraum ergeben sich jedoch Festigkeitsminderungen (verstärkt noch durch Wärmeeinwirkung) durch Beeinträchtigung der Adhäsion und Kohäsion.</td>
</tr>
</table>
</td>
<td valign="top"><div align="left">Die Abbildung zeigt Das Festigkeitsverhalten eines Klebstoffes (Sicomet-Standard) bei verschiedenen Umwelteinflüssen über einen grösseren Zeitraum.</div></td>
</tr>
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Alterungsbeständigkeit:''' bei [[Metall]]klebungen ist abhängig von der Art des verwendeten Klebstoffes, den zu fügenden Materialien, der Vorbehandlung der Oberfläche und besonders von schädigenden Umwelteinflüssen. Die warmabbindenden Klebstoffe sind in der Regel beständiger als kaltabbindende Klebstoffe. Direkt nach dem Abbinden besitzen die Klebstoffe die größte Bindefestigkeit, daraufhin stellt sich jedoch ein u.U. über längeren Zeitraum andauernder Festigkeitsabfall ein.</td>
</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 Quelle: RM]] </div>
</div></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td height="93"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Warmfestigkeit:''' Klebstofffestigkeit ist stark Temperaturabhängig. Auch hier zeigen die warmabbindenden Klebstoffe ein besseres verhalten als die kaltabbindenden. Je nach Klebstoffsorte lässt sich kurzzeitige Beständigkeit bis zu +350°C realisieren, zu berücksichtigen ist dabei jedoch ein Festigkeitsverlust. In der Regel liegt die zulässige Dauertemperatur zwischen ca. +80°C und +150°C.</td>
</tr>
</table> </td>
</tr>
</table>

==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
* Flächen[[dichtungen]]
Auch bei der Belastbarkeit muss man sich an die Vorgaben zum Verarbeiten des Klebstoffes halten um
eine optimale Verbindung zu erhalten.

==Gefahren von Klebstoffen für den Menschen: ==

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="69%" valign="top">Das Hauptproblem des Klebens, stellen die [[Lösungsmittel]] dar. Weitere enthaltene Problemstoffe sind (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.
* Absauganlagen bzw. ausreichende Lüftung
* Körperschutz (Persönliche Schutzausrüstung)
* Lagerung in überschaubaren Mengen
* Beachten der Warnhinweise des Herstellers ([[R-Sätze]] und [[S-Sätze]])
 
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]]

== Fragen: ==

Zum Abschluss noch ein paar einfache Fragen zum Thema Klebverbindungen:
 
 
<table width="89%" border="1" align="center">
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">1. Welche Kräfte wirken beim Kleben? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_1:|Antwort]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">2. Wofür sind physikalisch abbindende Klebstoffe geeignet und wöfür überhaupt 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 über Anwendungsgebiete von Klebstoffen bekannt und deren Festigkeit? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_5:|Antwort]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Normung:==
=== DIN-Normen===
[[DIN]] 8593-8 Fertigungsverfahren [[Fügen]]; Kleben; 
[[DIN]] 16920 Klebstoffe und Klebstoffverarbeitung 
[[DIN]] 16921 
[[DIN]] EN 923 Definition von Klebstoffen und Benennungen 
[[DIN]] EN ISO 9664 

===VDI-Richtlinien===
VDI 3821 Kunststoffkleben 
VDI 2229 [[Metall]]kleben 
Alle DIN-Normen/VDI-Richtlinien kann man beim [http://www.beuth.de BEUTH Verlag] bzw. bei [http://www.vdi.de VDI] beziehen.

==Weblinks:==
Hersteller:

*- [http://www.loctite.de Loctite]
*- [http://www.sika.de Sika]
*- [http://www.Uhu.de Uhu]
*- ...

Informationen:
*- [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]
*- …

==Quellen ==
Quellen
*Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007,
ISBN 978-3-8348-0262-0
*Roloff/Matek Maschinenelemente Formelsammlung, Vieweg Verlag, 8. Aufl. 2006,
ISBN 978-3-8348-0119-7
*Roloff/Matek Maschinenelemente Aufgabensammlung, Vieweg Verlag,
ISBN 978-3-8348-0340-5
*Fertigungstechnik 2, Handwerk + Technik GmbH, 10. Auflage,
ISBN 978-3-582-02313-1
*Tabellenbuch [[Metall]] 43. Auflage mit Formelsammlung
ISBN 3-8085-1723-9

---------------------------

== Download ==

Dieser Artikel/Aufgaben und Lösungen stehen euch auch als *.pdf Dokument zur Verfügung.
 

1. [[Media:Klebverbindungen.pdf‎|Klebverbindungen]]
2. [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]]
3. [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen zu den Aufgaben]]
4. [[Media:Cyanacrylatversuch.pdf|Experiment Cyanacrylat/Fingerabdruck]]
 

==Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007==
# Element 1[[Media:100422_JB_Klebverbindungen.ppt]]
# Element 2[[Media:100422_JB_Klebverbindungen.doc]]
# Element 3[[Media:100422_JB_Berechnung_und_Übungsaufgaben_1]]
# Element 4[[Media:100422_JB_Berechnung_und_Übungsaufgaben_2]]
 
 
 
 
[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
[[Kategorie:Fertigungstechnik]]

--[[Benutzer:Jens|Jens]] 19:53, 11. Okt. 2008 (CEST)

Klebverbindungen

2010-04-26T17:52:43Z

JBO: /* Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007 */

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td><div align="center">[[Bild:Adhesed.gif]]</div></td>
<td><div align="center">__TOC__</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Vorwort==

<div style="text-align: center;">
Dieser Artikel enthält sehr viele Informationen rund um das Thema Kleben. .....

Um direkt zu dem Bereich Entwicklung Konstruktion dieses Artikels zu gelangen bitte

<table width="18%" border="0" align="center">
<tr>
<td height="32" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen#Auslegung.2FGestaltung.2FBerechnung:| HIER KLICKEN!]]</div></td>
</tr>
</table>

</div>

==Allgemeines==

===Geschichtliches===

Kurzer Exkurs über die geschichtliche Entwicklung der Klebstoffe:
<table border="0" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> Ca. 5000 -2000 v. Chr.</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Birkenharz diente zum Befestigen von Harpunen- und Speerspitzen im Schaft</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Sumerer und Ägypter, benutzten für ihre Tempel Asphalt. Weitere Rohstoffe aus denen sie Klebstoff gewinnen konnten waren: Erdpech und Baumharz. </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">1754</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Zum ersten mal wurde ein Klebstoff ( ein Tischlerleim ) in England patentiert.</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1870 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Synthetische Klebstoffe </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entdeckung der Nitrozellulose </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1900 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Phenol-Formaldehydharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1912 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung von PVAc </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">bis 1935 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Polyacrylate, [[Harnstoff]]-Formaldehydharze, Polyurethane, Polychloroprene </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1940 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Epoxidharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1950 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Cyanacrylate (Sekundenkleber) </td>
</tr>
</table>
 

===Was versteht man eigentlich unter Kleben ?===
Unter Kleben (nach [[DIN]] 16920) ist das oftmals nicht lösbare Verbinden/[[Fügen]] zwischen verschiedenen
oder 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.

===Was ist ein Klebstoff?===

Definition des Klebstoffes nach DIN 16920: Ein Klebstoff ist ein 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.

===Vorteile:===

* verbinden unterschiedlicher (unterschiedlichster) Werkstoffpaarungen möglich
* ungünstige Werkstoffbeeinflussungen durch Oxidieren, Aushärten und Ausglühen entfallen
* geringer thermischer Verzug aufgrund keiner bzw. nur gering vorliegender thermischer Werkstoffbeanspruchung
* keine Kontaktkorrosion
* keine Oberflächenbeschädigung
* kraft- und Spannungsverteilung ist gleichmäßig
* optisch anspruchsvolle Konstruktion möglich
* schwingungsdämpfend
* hohe Steifigkeit und Gewichtsersparnis aufgrund von Sandwichbauweise (Leichtbau)
* Verbindungen sind dicht, spaltfrei und isolierend
* Querschnittsminderung der Bauteile aufgrund von Löchern für Schraubverbindungen oder Nietverbindungen entfällt. Daraus ergibt sich u.U. auch eine Gewichtsminderung.

===Nachteile:===

* häufig ist eine aufwendige Oberflächenbehandlung erforderlich
* u.U. lange Abbindezeiten bis zur Endfestigkeit der Verbindung
* vielfach Flächen[[druck]] und Wärme zum abbinden notwendig
* geringe Schäl-, Warm-, Dauerfestigkeit
* oft kein Zerstörungsfreies Prüfen der Verbindung möglich
* empfindlich gegen Schlag und Stoßbelastung
 

==Funktionsweise von Klebstoffen==
[[Bild:Ko-ad.jpg|thumb|Abb.1 Quelle: RM]]

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 Quelle: 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
der Realität nur selten so nahe, das es zu einer spürbaren Adhäsion (Grenzflächenhaftung) kommt. Nur
ein flüssiger Stoff kann sich den Oberflächenkonturen vollständig anpassen und als „Brückenmedium“ eine
Adhäsion bewirken. Da aber der innere Zusammenhalt (Kohäsion) von Flüssigkeiten im Normalfall äußerst
gering ist und sie somit als verbindendes Element nicht geeignet sind müssen sie die Eigenschaft haben,
nachdem sie sich an die Oberfläche geschmiegt haben zu verfestigen. Hier kommen nun die Klebstoffe ins
Spiel. Die benötigte Adhäsion ist gegeben und wenn ein Klebstoff aushärtet erhält er die nötige Kohäsion.

==Einteilung von Klebstoffen==

Klebstoffe können nach vielen verschiedenen Gesichtspunkten eingeteilt werden. z.B.

- nach der Bindefestigkeit
- nach der Art des Abbindemechanismus
- nach Anwendungsgebieten
- nach Art des Grundwerkstoffes

In der VDI-Richtline 2229, auf die im Folgenden eingegangen wird, werden Klebstoffe nach Art des
Abbindens eingeteilt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:einteilung.jpg]]
</div>

===physikalisch abbindende Klebstoffe:===

Diese Arten der Klebstoffe sind häufig eine Lösung von natürlichen 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 Lösemitteln (insb. [[Kohlenwasserstoffe|Kohlenwasserstoffe]])  bzw. Dispersionsmittel.

Die Klebeschicht entsteht durch physikalische Vorgänge wie das Ablüften des [[Lösungsmittel]]s vor dem [[Fügen]], erstarren der Klebstoffschmelze oder Gelieren (bei einem mehrphasigen System).

Diese Kleber sind besonders geeignet um [[Metalle]] (undurchlässiges Werkstoffe) mit porösen Werkstoffen wie z.B. Holz zu verbinden. Hingegen sind sie ungeeignet um zwei undurchlässige Werkstoffpaarungen wie z.B. [[Metall]] – [[Metall]] zu verbinden, da bei größeren Klebeflächen ein ausreichendes Ablüften und somit eine gute Bindung nicht möglich ist. 

Physikalisch abbindende Klebstoffe sind thermoplastisch und sind somit wärmeempfindlich, sie haben eine erhöhte Kriechneigung und sind anfälliger gegen Lösungsmittel als chemisch abbindende Klebstoffe. 
 
Sie werden unterteilt in:
 
Kontaktklebstoff: wird beidseitig auf die Oberflächen aufgetragen und nach Ablüften des Lösungsmittels innerhalb der Kontaktklebzeit (Herstellerangaben beachten) unter (starkem) [[Druck]] gefügt.
 
Schmelzklebstoff: wird in geschmolzenem Zustand ca. 150°C – 190°C aufgetragen und die Teile müssen vor erstarren der &bdquo;Schmelze“ gefügt werden. (Bp. Heissklebepistole)
 
Plastisole: sind lösungsmittelfreie Klebstoffe die bei einer Temperatur von 140°C bis 200°C abbinden.
 

<table border="1" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="16%" valign="top">Klebstofftyp </td>
<td width="11%" valign="top">Beispiel </td>
<td width="18%" valign="top">Bedingungen </td>
<td width="8%" valign="top">Kompo-nenten </td>
<td width="13%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="16%" valign="top">Lösungsmittel 
Dispersionsmittel</td>
<td width="18%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Schmelz-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polyester, 
</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Papier, Textilien, 
Leder, Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Plastisol-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">PVC</td>
<td width="18%" valign="top">+Weichmacher 
und Haftvermittler</td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Metalle, 
Keramik</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Kontakt-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polychloropen</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">kalt</td>
<td width="16%" valign="top">verdunsten vor 
dem Kleben</td>
<td width="18%" valign="top">Holz, Gummi, 
Kunststoffe, Metalle</td>
</tr>
</table>
 

===chemisch abbindende Klebstoffe: (Reaktionsklebstoffe)===

Reaktionsklebstoffe sind  Klebstoffe, die durch zugesetzten Härter ([[Katalysator|Katalysator]]) oder weitere Komponenten [[Verlauf_chemischer_Reaktionen|chemische Reaktionen]] auslösen, und somit sehr feste und dauerhafte Verbindungen eingehen. Meist werden Reaktionsklebstoffe aus zwei Stoffen zusammengemischt Grundstoff (Bindemittel) und Härter ([[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“ aus Cyanacrylat. ([[Sekundenkleber]]) Diese Klebstoffe benötigen eine &bdquo;unsichtbare“ zweite Komponente, die Feuchtigkeit, die sie aus der Umgebungsluft beziehen. Im Allgemeinen gilt das abbinden der Reaktionsklebstoffe wird durch einen Katalysator, einwirken erhöhter Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder durch entziehen des Sauerstoffes (anaerob) in gang gesetzt. 
 
Da Reaktionsklebstoffe keine [[Lösungsmittel]] enthalten sind sie deshalb besonders geeignet für glatte, nicht poröse und feste Materialien wie z.B. [[Glas]], [[Metalle]], Keramik, [[Kunststoffe]] und Gummi. Die Klebestellen sollten aber vor dem Fügen durch anschleifen von anhaftenden Oxidschichten befreit werden. Insbesondere gilt dies für Gummi, da es durch Einwirkung von [http://de.wikipedia.org/wiki/Ultraviolettstrahlung UV-Strahlen] und [[Ozon|Ozon]] geschädigt wird und keine klebefähige Schicht mehr hat. 
Da die Abbindung u. U. Tage dauert ist es sinnvoll eine weitere dritte Komponente einen Beschleuniger hinzuzufügen. 
 
Reaktionsklebstoffe werden unterteilt in:
 
Polymerisationsklebstoffe: (Ein- oder Zweikomponentenkleber) Die Polymerisation wird durch die Reaktion mit dem [[Katalysator|Katalysator]] ausgelöst. Bei den anaerob abbindenden Klebstoffen bleibt die Reaktion aus, solange der [[Katalysator|Katalysator]] im Flüssigen Klebstoff mit Sauerstoff in Berührung kommt. Durch die Katalysatormenge und Temperaturänderungen ist die Reaktionszeit beeinflussbar.
 
Polyadditionsklebstoffe: (Ein- oder Mehrkomponentenkleber) Durch die Reaktion von mindestens zwei chemisch unterschiedlichen und reaktionsfähigen Stoffen, welche im [[Stöchiometrie|stöchiometrischen]] Verhältnis miteinander gemischt werden entstehen diese Klebstoffe.
 
Polykondensationsklebstoffe: reagieren bei einem Anpressdruck ≥0,4 N/mm2 unter abspalten flüchtiger Stoffe und einer Abbindetemperatur von ca. 120°C bis 160°C.
 
Beispiele:
<table border="1" cellpadding="0" width="98%">
<tr>
<td width="20%" valign="top"><div align="center">Kunststofftyp </div></td>
<td width="17%" valign="top">Reaktions- 
bedingungen</td>
<td width="16%" valign="top">Anzahl der 
Komponenten</td>
<td width="15%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="15%" valign="top">Reaktions- 
produkte</td>
<td width="17%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Säureanhydride</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">warm</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyamine</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Polysocyanate</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyole</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">[http://de.wikipedia.org/wiki/Cyanoacrylate Cyanacrylate]</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe, Gummi</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Methacrylate</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]]</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Harnstoff 
Formaldehyd</td>
<td width="17%" valign="top">+Styrol oder 
Methacrylate</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">bleiben in der 
Klebeschicht</td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik,  
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Silicon-Harze</td>
<td width="17%" valign="top">+ Feuchtigkeit</td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">verdunsten 
beim Kleben</td>
<td width="17%" valign="top">Keramik</td>
</tr>
</table>
 

==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.
===Vorbehandlung:===

 
<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="73%" valign="top">Um eine möglichst hohe Adhäsion des Klebstoffes zu erreichen müssen die Oberflächen der zu fügenden Teile von Schmutz, Rost, Oxidschichten und Fett befreit werden. Zu glatte Oberflächen müssen vor dem verkleben/fügen durch abschmirgeln oder sandstrahlen angeraut werden. 
</td>
<td width="27%">[[Bild:Tabelle1.jpg|thumb|Haftgrundbehandlung versch. Werkstoffe Quelle: RM]]</td>
</tr>
</table>

===Klebvorgang:===

Hier gilt auch die Herstellerangaben unbedingt beachten um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Im Normalfall werden [[Lösemittel]]haltige Klebstoffe entsprechend der Konsistenz beidseitig mit Pinsel oder Spachtel auf die Fügeteile aufgetragen, Dann sollten die Fügeteile eine Zeit &bdquo;ruhen“, damit ein Großteil des [[Lösemittel]]s verdunsten und der Grundstoff sich durch Adhäsion mit der Oberfläche verbinden kann. Nach genügender Abbindung des Klebstoffes werden beide Fügeteile unter [[Druck]] zusammengefügt. Nun wird die Verbindung durch Kohäsion in der Klebeschicht hergestellt. Die Klebeschicht ist in der Regel nach ein bis zwei tagen aufgrund des Verdunstens des Lösemittels vollständig abgebunden.
 
Bei Reaktionsklebstoffen wird das Gemisch aus den Komponenten einseitig auf eines der Fügeteile, mit der vorbereiteten Oberfläche, aufgetragen (entsprechend des Klebstoffes auch gestreut oder bei Klebefolien aufgelegt). Die Teile können in der Regel sofort gefügt werden, da ja kein [[Lösemittel]] verdunsten muss. Entsprechend des Klebstoffes erfolgt das Abbinden mit oder ohne [[Druck]]/Wärmeeinfluss innerhalb weniger Minuten (Warmklebstoffen) oder in mehreren Tagen (Kaltklebstoffe).
 
''Man sollte immer nur soviel Klebstoff anmischen wie gebraucht wird bzw. soviel wie während der Tropfzeit verarbeitet werden kann, da die Reaktion sofort nach dem vermischen der Komponenten einsetzt.''

===Nachbehandlung:===
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.
 
 

== '''Auslegung/Gestaltung/Berechnung:''' ==
Grundsätzlich gilt:

'''Klebgerecht konstruieren und richtige Wahl des Klebers''' (siehe RM TB 5-2)

Weiter ist zu beachten:

* Klebefläche ausreichend dimensionieren (Überlappungen bevorzugen)
* Scherbeanspruchung in der Klebefuge anstreben
* Zugbeanspruchung nur in besonderen Fällen zulassen
* Fugenspalt so klein wie möglich halten
* Schälbeanspruchung unter allen Umständen vermeiden (konstruktive Maßnahmen z.B. Versteifungen)
* Schutz vor Witterung und Feuchtigkeit (z.B. Lacküberzug) 
 
<div style="text-align: center;">
[[Bild:beanspruchung1.jpg]]
</div>

Beispiel für eine Klebgerechte Konstruktion wenn Stumpf an Stumpf liegt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:Beanspruchung2.jpg]]
</div>

[[Bild:bsp.jpg|thumb|Weitere Beispiele einer klebgerechten Konstruktion]]
Folgernd lässt sich sagen:
 
In Bezug auf auftretende Kräfte:

* '''Bevorzugt sollten Klebverbindungen auf Druck/Zug oder Scherung belastet werden.
*Biege- und Schälbelastungen sollten vermieden werden.'''
 
In Bezug auf Abmessungen:

* '''Je grösser die Kraft ist die übertragen wird, desto grösser muss die Klebefläche sein.'''
 
 
 
 
 

===Berechnungsgrundlagen:===

<div align="center">
<table width="87%" border="3">
<tr>
<td align="center" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">Folgendes sind vereinfachte Berechnungen und ergeben lediglich Richtwerte, da sehr viele Einflussfaktoren, vom verwendeten Klebstoff abhängig sind. Die Einflussfaktoren sind überdies nur sehr schwer zu erfassen und nur überschlägig berücksichtigt. Maßgebend für alle Anwendungsfälle sind die Angaben der Hersteller.</div></td>
</tr>
</table>
</div>
 
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.

[[Bild:tkb.jpg]]

* '''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:

wechselnd: [[Bild:tklw.jpg]]

schwellend: [[Bild:tklsch.jpg]]

<table width="50%" border="1" align="center">
<tr>
<td><div align="center">Beanspruchungen verschiedener Klebnahtformen</div></td>
</tr>
<tr>
<td>[[Bild:kl-form.jpg]]</td>
</tr>
<tr>
<td>a) Stumpfstoß, zugbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>b) einfache Überlappung, zugscherbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>c) Rundklebung, schubbeansprucht unter Torsionsmoment T</td>
</tr>
</table>
 
Mit ausreichender Genauigkeit wird die unter der Belastung F bzw. T auftretende Beanspruchung als gleichmässig
verteilte Nennspannung berechnet. 
(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

===Aufgaben:===

====Aufgabe 1:====
 
 
<table width="72%" height="1" border="3" align="center">
<tr>
<td colspan="3">Berechnungsaufgabe 1:
 Bei einem Zugversuch an einem Prüfstab (siehe Grafik) ergibt sich eine Bruchlast Fm=5200N. 
Wie groß ist die Bindefestigkeit τKB des verwendeten Reaktionsklebstoffes ? </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 Lösung]]
</div></td>
<td><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe1|Lösung]]</div></td>
<td><div style="text-align: center;">
Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]
</div></td>
</tr>
</table>
 
 
 

====Aufgabe 2:====
 
 
<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2">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 σ_abs
b: die relative Schälfestigkeit σ_rel</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 Lösung]]
</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>
 
 

====Aufgabe 3:====
 
 

<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2" valign="top">'''Berechnungsaufgabe 3:'''
Das Ende eines Wasserrohres aus [http://de.wikipedia.org/wiki/Polyvinylchlorid 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 von p=4 bar sicher hält, wenn die
Bindefestigkeit des Klebers bei 20mm Überlappungslänge
τKB= 8 N/mm2 beträgt. Standard Sicherheit 1,5-2,5. </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 Lösung]]
</div></td>
<td width="25%"><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe3|Lösung]]</div></td>
<td><div align="center">Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Festigkeit und Einflüsse darauf:==
Die Festigkeit von Klebverbindungen ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Hier gilt angaben des
Herstellers beachten. Bp.

* Temperatur
* Verarbeitung
* Vorbereitung
* Umwelteinflüsse
 
Es gibt mehrere Faktoren die die Festigkeit der Klebverbindung beeinflussen:

* [[Korrosion]]sbeständigkeit
* Alterungsbeständigkeit/Zeit
* Warmfestigkeit

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Korrosionsbeständigkeit:''' Reaktionsklebstoffe sind im Allgemeinen beständiger als Lösungsmittelklebstoffen gegenüber [[Lösungsmittel]]n (z.B. [[Alkohol]], [[Aceton]], [[Benzin]], etc.) und anderen Flüssigkeiten (z.B. Öle, [[Säure]]n, [[Lauge]]n, etc.) Bei Einwirkung von Wasser über einen längeren Zeitraum ergeben sich jedoch Festigkeitsminderungen (verstärkt noch durch Wärmeeinwirkung) durch Beeinträchtigung der Adhäsion und Kohäsion.</td>
</tr>
</table>
</td>
<td valign="top"><div align="left">Die Abbildung zeigt Das Festigkeitsverhalten eines Klebstoffes (Sicomet-Standard) bei verschiedenen Umwelteinflüssen über einen grösseren Zeitraum.</div></td>
</tr>
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Alterungsbeständigkeit:''' bei [[Metall]]klebungen ist abhängig von der Art des verwendeten Klebstoffes, den zu fügenden Materialien, der Vorbehandlung der Oberfläche und besonders von schädigenden Umwelteinflüssen. Die warmabbindenden Klebstoffe sind in der Regel beständiger als kaltabbindende Klebstoffe. Direkt nach dem Abbinden besitzen die Klebstoffe die größte Bindefestigkeit, daraufhin stellt sich jedoch ein u.U. über längeren Zeitraum andauernder Festigkeitsabfall ein.</td>
</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 Quelle: RM]] </div>
</div></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td height="93"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Warmfestigkeit:''' Klebstofffestigkeit ist stark Temperaturabhängig. Auch hier zeigen die warmabbindenden Klebstoffe ein besseres verhalten als die kaltabbindenden. Je nach Klebstoffsorte lässt sich kurzzeitige Beständigkeit bis zu +350°C realisieren, zu berücksichtigen ist dabei jedoch ein Festigkeitsverlust. In der Regel liegt die zulässige Dauertemperatur zwischen ca. +80°C und +150°C.</td>
</tr>
</table> </td>
</tr>
</table>

==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
* Flächen[[dichtungen]]
Auch bei der Belastbarkeit muss man sich an die Vorgaben zum Verarbeiten des Klebstoffes halten um
eine optimale Verbindung zu erhalten.

==Gefahren von Klebstoffen für den Menschen: ==

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="69%" valign="top">Das Hauptproblem des Klebens, stellen die [[Lösungsmittel]] dar. Weitere enthaltene Problemstoffe sind (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.
* Absauganlagen bzw. ausreichende Lüftung
* Körperschutz (Persönliche Schutzausrüstung)
* Lagerung in überschaubaren Mengen
* Beachten der Warnhinweise des Herstellers ([[R-Sätze]] und [[S-Sätze]])
 
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]]

== Fragen: ==

Zum Abschluss noch ein paar einfache Fragen zum Thema Klebverbindungen:
 
 
<table width="89%" border="1" align="center">
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">1. Welche Kräfte wirken beim Kleben? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_1:|Antwort]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">2. Wofür sind physikalisch abbindende Klebstoffe geeignet und wöfür überhaupt 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 über Anwendungsgebiete von Klebstoffen bekannt und deren Festigkeit? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_5:|Antwort]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Normung:==
=== DIN-Normen===
[[DIN]] 8593-8 Fertigungsverfahren [[Fügen]]; Kleben; 
[[DIN]] 16920 Klebstoffe und Klebstoffverarbeitung 
[[DIN]] 16921 
[[DIN]] EN 923 Definition von Klebstoffen und Benennungen 
[[DIN]] EN ISO 9664 

===VDI-Richtlinien===
VDI 3821 Kunststoffkleben 
VDI 2229 [[Metall]]kleben 
Alle DIN-Normen/VDI-Richtlinien kann man beim [http://www.beuth.de BEUTH Verlag] bzw. bei [http://www.vdi.de VDI] beziehen.

==Weblinks:==
Hersteller:

*- [http://www.loctite.de Loctite]
*- [http://www.sika.de Sika]
*- [http://www.Uhu.de Uhu]
*- ...

Informationen:
*- [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]
*- …

==Quellen ==
Quellen
*Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007,
ISBN 978-3-8348-0262-0
*Roloff/Matek Maschinenelemente Formelsammlung, Vieweg Verlag, 8. Aufl. 2006,
ISBN 978-3-8348-0119-7
*Roloff/Matek Maschinenelemente Aufgabensammlung, Vieweg Verlag,
ISBN 978-3-8348-0340-5
*Fertigungstechnik 2, Handwerk + Technik GmbH, 10. Auflage,
ISBN 978-3-582-02313-1
*Tabellenbuch [[Metall]] 43. Auflage mit Formelsammlung
ISBN 3-8085-1723-9

---------------------------

== Download ==

Dieser Artikel/Aufgaben und Lösungen stehen euch auch als *.pdf Dokument zur Verfügung.
 

1. [[Media:Klebverbindungen.pdf‎|Klebverbindungen]]
2. [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]]
3. [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen zu den Aufgaben]]
4. [[Media:Cyanacrylatversuch.pdf|Experiment Cyanacrylat/Fingerabdruck]]
 

==Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007==
# Element 1[[Media:100422_JB_Klebverbindungen.ppt]]
# Element 2[[Media:100422_JB_Klebverbindungen.doc]]
# Element 3[[Media:100422_JB_Berechnung und Übungsaufgaben_1]]
# Element 4[[Media:100422_JB_Berechnung und Übungsaufgaben_2]]
 
 
 
 
[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
[[Kategorie:Fertigungstechnik]]

--[[Benutzer:Jens|Jens]] 19:53, 11. Okt. 2008 (CEST)

Datei:100422 JB Berechnung und Übungsaufgaben 1.doc

2010-04-26T17:50:06Z

JBO:

Klebverbindungen

2010-04-26T17:47:59Z

JBO: /* Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007 */

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td><div align="center">[[Bild:Adhesed.gif]]</div></td>
<td><div align="center">__TOC__</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Vorwort==

<div style="text-align: center;">
Dieser Artikel enthält sehr viele Informationen rund um das Thema Kleben. .....

Um direkt zu dem Bereich Entwicklung Konstruktion dieses Artikels zu gelangen bitte

<table width="18%" border="0" align="center">
<tr>
<td height="32" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen#Auslegung.2FGestaltung.2FBerechnung:| HIER KLICKEN!]]</div></td>
</tr>
</table>

</div>

==Allgemeines==

===Geschichtliches===

Kurzer Exkurs über die geschichtliche Entwicklung der Klebstoffe:
<table border="0" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> Ca. 5000 -2000 v. Chr.</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Birkenharz diente zum Befestigen von Harpunen- und Speerspitzen im Schaft</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Sumerer und Ägypter, benutzten für ihre Tempel Asphalt. Weitere Rohstoffe aus denen sie Klebstoff gewinnen konnten waren: Erdpech und Baumharz. </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">1754</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Zum ersten mal wurde ein Klebstoff ( ein Tischlerleim ) in England patentiert.</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1870 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Synthetische Klebstoffe </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entdeckung der Nitrozellulose </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1900 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Phenol-Formaldehydharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1912 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung von PVAc </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">bis 1935 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Polyacrylate, [[Harnstoff]]-Formaldehydharze, Polyurethane, Polychloroprene </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1940 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Epoxidharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1950 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Cyanacrylate (Sekundenkleber) </td>
</tr>
</table>
 

===Was versteht man eigentlich unter Kleben ?===
Unter Kleben (nach [[DIN]] 16920) ist das oftmals nicht lösbare Verbinden/[[Fügen]] zwischen verschiedenen
oder 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.

===Was ist ein Klebstoff?===

Definition des Klebstoffes nach DIN 16920: Ein Klebstoff ist ein 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.

===Vorteile:===

* verbinden unterschiedlicher (unterschiedlichster) Werkstoffpaarungen möglich
* ungünstige Werkstoffbeeinflussungen durch Oxidieren, Aushärten und Ausglühen entfallen
* geringer thermischer Verzug aufgrund keiner bzw. nur gering vorliegender thermischer Werkstoffbeanspruchung
* keine Kontaktkorrosion
* keine Oberflächenbeschädigung
* kraft- und Spannungsverteilung ist gleichmäßig
* optisch anspruchsvolle Konstruktion möglich
* schwingungsdämpfend
* hohe Steifigkeit und Gewichtsersparnis aufgrund von Sandwichbauweise (Leichtbau)
* Verbindungen sind dicht, spaltfrei und isolierend
* Querschnittsminderung der Bauteile aufgrund von Löchern für Schraubverbindungen oder Nietverbindungen entfällt. Daraus ergibt sich u.U. auch eine Gewichtsminderung.

===Nachteile:===

* häufig ist eine aufwendige Oberflächenbehandlung erforderlich
* u.U. lange Abbindezeiten bis zur Endfestigkeit der Verbindung
* vielfach Flächen[[druck]] und Wärme zum abbinden notwendig
* geringe Schäl-, Warm-, Dauerfestigkeit
* oft kein Zerstörungsfreies Prüfen der Verbindung möglich
* empfindlich gegen Schlag und Stoßbelastung
 

==Funktionsweise von Klebstoffen==
[[Bild:Ko-ad.jpg|thumb|Abb.1 Quelle: RM]]

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 Quelle: 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
der Realität nur selten so nahe, das es zu einer spürbaren Adhäsion (Grenzflächenhaftung) kommt. Nur
ein flüssiger Stoff kann sich den Oberflächenkonturen vollständig anpassen und als „Brückenmedium“ eine
Adhäsion bewirken. Da aber der innere Zusammenhalt (Kohäsion) von Flüssigkeiten im Normalfall äußerst
gering ist und sie somit als verbindendes Element nicht geeignet sind müssen sie die Eigenschaft haben,
nachdem sie sich an die Oberfläche geschmiegt haben zu verfestigen. Hier kommen nun die Klebstoffe ins
Spiel. Die benötigte Adhäsion ist gegeben und wenn ein Klebstoff aushärtet erhält er die nötige Kohäsion.

==Einteilung von Klebstoffen==

Klebstoffe können nach vielen verschiedenen Gesichtspunkten eingeteilt werden. z.B.

- nach der Bindefestigkeit
- nach der Art des Abbindemechanismus
- nach Anwendungsgebieten
- nach Art des Grundwerkstoffes

In der VDI-Richtline 2229, auf die im Folgenden eingegangen wird, werden Klebstoffe nach Art des
Abbindens eingeteilt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:einteilung.jpg]]
</div>

===physikalisch abbindende Klebstoffe:===

Diese Arten der Klebstoffe sind häufig eine Lösung von natürlichen 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 Lösemitteln (insb. [[Kohlenwasserstoffe|Kohlenwasserstoffe]])  bzw. Dispersionsmittel.

Die Klebeschicht entsteht durch physikalische Vorgänge wie das Ablüften des [[Lösungsmittel]]s vor dem [[Fügen]], erstarren der Klebstoffschmelze oder Gelieren (bei einem mehrphasigen System).

Diese Kleber sind besonders geeignet um [[Metalle]] (undurchlässiges Werkstoffe) mit porösen Werkstoffen wie z.B. Holz zu verbinden. Hingegen sind sie ungeeignet um zwei undurchlässige Werkstoffpaarungen wie z.B. [[Metall]] – [[Metall]] zu verbinden, da bei größeren Klebeflächen ein ausreichendes Ablüften und somit eine gute Bindung nicht möglich ist. 

Physikalisch abbindende Klebstoffe sind thermoplastisch und sind somit wärmeempfindlich, sie haben eine erhöhte Kriechneigung und sind anfälliger gegen Lösungsmittel als chemisch abbindende Klebstoffe. 
 
Sie werden unterteilt in:
 
Kontaktklebstoff: wird beidseitig auf die Oberflächen aufgetragen und nach Ablüften des Lösungsmittels innerhalb der Kontaktklebzeit (Herstellerangaben beachten) unter (starkem) [[Druck]] gefügt.
 
Schmelzklebstoff: wird in geschmolzenem Zustand ca. 150°C – 190°C aufgetragen und die Teile müssen vor erstarren der &bdquo;Schmelze“ gefügt werden. (Bp. Heissklebepistole)
 
Plastisole: sind lösungsmittelfreie Klebstoffe die bei einer Temperatur von 140°C bis 200°C abbinden.
 

<table border="1" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="16%" valign="top">Klebstofftyp </td>
<td width="11%" valign="top">Beispiel </td>
<td width="18%" valign="top">Bedingungen </td>
<td width="8%" valign="top">Kompo-nenten </td>
<td width="13%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="16%" valign="top">Lösungsmittel 
Dispersionsmittel</td>
<td width="18%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Schmelz-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polyester, 
</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Papier, Textilien, 
Leder, Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Plastisol-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">PVC</td>
<td width="18%" valign="top">+Weichmacher 
und Haftvermittler</td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Metalle, 
Keramik</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Kontakt-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polychloropen</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">kalt</td>
<td width="16%" valign="top">verdunsten vor 
dem Kleben</td>
<td width="18%" valign="top">Holz, Gummi, 
Kunststoffe, Metalle</td>
</tr>
</table>
 

===chemisch abbindende Klebstoffe: (Reaktionsklebstoffe)===

Reaktionsklebstoffe sind  Klebstoffe, die durch zugesetzten Härter ([[Katalysator|Katalysator]]) oder weitere Komponenten [[Verlauf_chemischer_Reaktionen|chemische Reaktionen]] auslösen, und somit sehr feste und dauerhafte Verbindungen eingehen. Meist werden Reaktionsklebstoffe aus zwei Stoffen zusammengemischt Grundstoff (Bindemittel) und Härter ([[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“ aus Cyanacrylat. ([[Sekundenkleber]]) Diese Klebstoffe benötigen eine &bdquo;unsichtbare“ zweite Komponente, die Feuchtigkeit, die sie aus der Umgebungsluft beziehen. Im Allgemeinen gilt das abbinden der Reaktionsklebstoffe wird durch einen Katalysator, einwirken erhöhter Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder durch entziehen des Sauerstoffes (anaerob) in gang gesetzt. 
 
Da Reaktionsklebstoffe keine [[Lösungsmittel]] enthalten sind sie deshalb besonders geeignet für glatte, nicht poröse und feste Materialien wie z.B. [[Glas]], [[Metalle]], Keramik, [[Kunststoffe]] und Gummi. Die Klebestellen sollten aber vor dem Fügen durch anschleifen von anhaftenden Oxidschichten befreit werden. Insbesondere gilt dies für Gummi, da es durch Einwirkung von [http://de.wikipedia.org/wiki/Ultraviolettstrahlung UV-Strahlen] und [[Ozon|Ozon]] geschädigt wird und keine klebefähige Schicht mehr hat. 
Da die Abbindung u. U. Tage dauert ist es sinnvoll eine weitere dritte Komponente einen Beschleuniger hinzuzufügen. 
 
Reaktionsklebstoffe werden unterteilt in:
 
Polymerisationsklebstoffe: (Ein- oder Zweikomponentenkleber) Die Polymerisation wird durch die Reaktion mit dem [[Katalysator|Katalysator]] ausgelöst. Bei den anaerob abbindenden Klebstoffen bleibt die Reaktion aus, solange der [[Katalysator|Katalysator]] im Flüssigen Klebstoff mit Sauerstoff in Berührung kommt. Durch die Katalysatormenge und Temperaturänderungen ist die Reaktionszeit beeinflussbar.
 
Polyadditionsklebstoffe: (Ein- oder Mehrkomponentenkleber) Durch die Reaktion von mindestens zwei chemisch unterschiedlichen und reaktionsfähigen Stoffen, welche im [[Stöchiometrie|stöchiometrischen]] Verhältnis miteinander gemischt werden entstehen diese Klebstoffe.
 
Polykondensationsklebstoffe: reagieren bei einem Anpressdruck ≥0,4 N/mm2 unter abspalten flüchtiger Stoffe und einer Abbindetemperatur von ca. 120°C bis 160°C.
 
Beispiele:
<table border="1" cellpadding="0" width="98%">
<tr>
<td width="20%" valign="top"><div align="center">Kunststofftyp </div></td>
<td width="17%" valign="top">Reaktions- 
bedingungen</td>
<td width="16%" valign="top">Anzahl der 
Komponenten</td>
<td width="15%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="15%" valign="top">Reaktions- 
produkte</td>
<td width="17%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Säureanhydride</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">warm</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyamine</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Polysocyanate</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyole</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">[http://de.wikipedia.org/wiki/Cyanoacrylate Cyanacrylate]</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe, Gummi</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Methacrylate</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]]</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Harnstoff 
Formaldehyd</td>
<td width="17%" valign="top">+Styrol oder 
Methacrylate</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">bleiben in der 
Klebeschicht</td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik,  
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Silicon-Harze</td>
<td width="17%" valign="top">+ Feuchtigkeit</td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">verdunsten 
beim Kleben</td>
<td width="17%" valign="top">Keramik</td>
</tr>
</table>
 

==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.
===Vorbehandlung:===

 
<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="73%" valign="top">Um eine möglichst hohe Adhäsion des Klebstoffes zu erreichen müssen die Oberflächen der zu fügenden Teile von Schmutz, Rost, Oxidschichten und Fett befreit werden. Zu glatte Oberflächen müssen vor dem verkleben/fügen durch abschmirgeln oder sandstrahlen angeraut werden. 
</td>
<td width="27%">[[Bild:Tabelle1.jpg|thumb|Haftgrundbehandlung versch. Werkstoffe Quelle: RM]]</td>
</tr>
</table>

===Klebvorgang:===

Hier gilt auch die Herstellerangaben unbedingt beachten um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Im Normalfall werden [[Lösemittel]]haltige Klebstoffe entsprechend der Konsistenz beidseitig mit Pinsel oder Spachtel auf die Fügeteile aufgetragen, Dann sollten die Fügeteile eine Zeit &bdquo;ruhen“, damit ein Großteil des [[Lösemittel]]s verdunsten und der Grundstoff sich durch Adhäsion mit der Oberfläche verbinden kann. Nach genügender Abbindung des Klebstoffes werden beide Fügeteile unter [[Druck]] zusammengefügt. Nun wird die Verbindung durch Kohäsion in der Klebeschicht hergestellt. Die Klebeschicht ist in der Regel nach ein bis zwei tagen aufgrund des Verdunstens des Lösemittels vollständig abgebunden.
 
Bei Reaktionsklebstoffen wird das Gemisch aus den Komponenten einseitig auf eines der Fügeteile, mit der vorbereiteten Oberfläche, aufgetragen (entsprechend des Klebstoffes auch gestreut oder bei Klebefolien aufgelegt). Die Teile können in der Regel sofort gefügt werden, da ja kein [[Lösemittel]] verdunsten muss. Entsprechend des Klebstoffes erfolgt das Abbinden mit oder ohne [[Druck]]/Wärmeeinfluss innerhalb weniger Minuten (Warmklebstoffen) oder in mehreren Tagen (Kaltklebstoffe).
 
''Man sollte immer nur soviel Klebstoff anmischen wie gebraucht wird bzw. soviel wie während der Tropfzeit verarbeitet werden kann, da die Reaktion sofort nach dem vermischen der Komponenten einsetzt.''

===Nachbehandlung:===
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.
 
 

== '''Auslegung/Gestaltung/Berechnung:''' ==
Grundsätzlich gilt:

'''Klebgerecht konstruieren und richtige Wahl des Klebers''' (siehe RM TB 5-2)

Weiter ist zu beachten:

* Klebefläche ausreichend dimensionieren (Überlappungen bevorzugen)
* Scherbeanspruchung in der Klebefuge anstreben
* Zugbeanspruchung nur in besonderen Fällen zulassen
* Fugenspalt so klein wie möglich halten
* Schälbeanspruchung unter allen Umständen vermeiden (konstruktive Maßnahmen z.B. Versteifungen)
* Schutz vor Witterung und Feuchtigkeit (z.B. Lacküberzug) 
 
<div style="text-align: center;">
[[Bild:beanspruchung1.jpg]]
</div>

Beispiel für eine Klebgerechte Konstruktion wenn Stumpf an Stumpf liegt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:Beanspruchung2.jpg]]
</div>

[[Bild:bsp.jpg|thumb|Weitere Beispiele einer klebgerechten Konstruktion]]
Folgernd lässt sich sagen:
 
In Bezug auf auftretende Kräfte:

* '''Bevorzugt sollten Klebverbindungen auf Druck/Zug oder Scherung belastet werden.
*Biege- und Schälbelastungen sollten vermieden werden.'''
 
In Bezug auf Abmessungen:

* '''Je grösser die Kraft ist die übertragen wird, desto grösser muss die Klebefläche sein.'''
 
 
 
 
 

===Berechnungsgrundlagen:===

<div align="center">
<table width="87%" border="3">
<tr>
<td align="center" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">Folgendes sind vereinfachte Berechnungen und ergeben lediglich Richtwerte, da sehr viele Einflussfaktoren, vom verwendeten Klebstoff abhängig sind. Die Einflussfaktoren sind überdies nur sehr schwer zu erfassen und nur überschlägig berücksichtigt. Maßgebend für alle Anwendungsfälle sind die Angaben der Hersteller.</div></td>
</tr>
</table>
</div>
 
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.

[[Bild:tkb.jpg]]

* '''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:

wechselnd: [[Bild:tklw.jpg]]

schwellend: [[Bild:tklsch.jpg]]

<table width="50%" border="1" align="center">
<tr>
<td><div align="center">Beanspruchungen verschiedener Klebnahtformen</div></td>
</tr>
<tr>
<td>[[Bild:kl-form.jpg]]</td>
</tr>
<tr>
<td>a) Stumpfstoß, zugbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>b) einfache Überlappung, zugscherbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>c) Rundklebung, schubbeansprucht unter Torsionsmoment T</td>
</tr>
</table>
 
Mit ausreichender Genauigkeit wird die unter der Belastung F bzw. T auftretende Beanspruchung als gleichmässig
verteilte Nennspannung berechnet. 
(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

===Aufgaben:===

====Aufgabe 1:====
 
 
<table width="72%" height="1" border="3" align="center">
<tr>
<td colspan="3">Berechnungsaufgabe 1:
 Bei einem Zugversuch an einem Prüfstab (siehe Grafik) ergibt sich eine Bruchlast Fm=5200N. 
Wie groß ist die Bindefestigkeit τKB des verwendeten Reaktionsklebstoffes ? </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 Lösung]]
</div></td>
<td><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe1|Lösung]]</div></td>
<td><div style="text-align: center;">
Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]
</div></td>
</tr>
</table>
 
 
 

====Aufgabe 2:====
 
 
<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2">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 σ_abs
b: die relative Schälfestigkeit σ_rel</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 Lösung]]
</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>
 
 

====Aufgabe 3:====
 
 

<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2" valign="top">'''Berechnungsaufgabe 3:'''
Das Ende eines Wasserrohres aus [http://de.wikipedia.org/wiki/Polyvinylchlorid 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 von p=4 bar sicher hält, wenn die
Bindefestigkeit des Klebers bei 20mm Überlappungslänge
τKB= 8 N/mm2 beträgt. Standard Sicherheit 1,5-2,5. </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 Lösung]]
</div></td>
<td width="25%"><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe3|Lösung]]</div></td>
<td><div align="center">Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Festigkeit und Einflüsse darauf:==
Die Festigkeit von Klebverbindungen ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Hier gilt angaben des
Herstellers beachten. Bp.

* Temperatur
* Verarbeitung
* Vorbereitung
* Umwelteinflüsse
 
Es gibt mehrere Faktoren die die Festigkeit der Klebverbindung beeinflussen:

* [[Korrosion]]sbeständigkeit
* Alterungsbeständigkeit/Zeit
* Warmfestigkeit

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Korrosionsbeständigkeit:''' Reaktionsklebstoffe sind im Allgemeinen beständiger als Lösungsmittelklebstoffen gegenüber [[Lösungsmittel]]n (z.B. [[Alkohol]], [[Aceton]], [[Benzin]], etc.) und anderen Flüssigkeiten (z.B. Öle, [[Säure]]n, [[Lauge]]n, etc.) Bei Einwirkung von Wasser über einen längeren Zeitraum ergeben sich jedoch Festigkeitsminderungen (verstärkt noch durch Wärmeeinwirkung) durch Beeinträchtigung der Adhäsion und Kohäsion.</td>
</tr>
</table>
</td>
<td valign="top"><div align="left">Die Abbildung zeigt Das Festigkeitsverhalten eines Klebstoffes (Sicomet-Standard) bei verschiedenen Umwelteinflüssen über einen grösseren Zeitraum.</div></td>
</tr>
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Alterungsbeständigkeit:''' bei [[Metall]]klebungen ist abhängig von der Art des verwendeten Klebstoffes, den zu fügenden Materialien, der Vorbehandlung der Oberfläche und besonders von schädigenden Umwelteinflüssen. Die warmabbindenden Klebstoffe sind in der Regel beständiger als kaltabbindende Klebstoffe. Direkt nach dem Abbinden besitzen die Klebstoffe die größte Bindefestigkeit, daraufhin stellt sich jedoch ein u.U. über längeren Zeitraum andauernder Festigkeitsabfall ein.</td>
</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 Quelle: RM]] </div>
</div></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td height="93"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Warmfestigkeit:''' Klebstofffestigkeit ist stark Temperaturabhängig. Auch hier zeigen die warmabbindenden Klebstoffe ein besseres verhalten als die kaltabbindenden. Je nach Klebstoffsorte lässt sich kurzzeitige Beständigkeit bis zu +350°C realisieren, zu berücksichtigen ist dabei jedoch ein Festigkeitsverlust. In der Regel liegt die zulässige Dauertemperatur zwischen ca. +80°C und +150°C.</td>
</tr>
</table> </td>
</tr>
</table>

==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
* Flächen[[dichtungen]]
Auch bei der Belastbarkeit muss man sich an die Vorgaben zum Verarbeiten des Klebstoffes halten um
eine optimale Verbindung zu erhalten.

==Gefahren von Klebstoffen für den Menschen: ==

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="69%" valign="top">Das Hauptproblem des Klebens, stellen die [[Lösungsmittel]] dar. Weitere enthaltene Problemstoffe sind (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.
* Absauganlagen bzw. ausreichende Lüftung
* Körperschutz (Persönliche Schutzausrüstung)
* Lagerung in überschaubaren Mengen
* Beachten der Warnhinweise des Herstellers ([[R-Sätze]] und [[S-Sätze]])
 
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]]

== Fragen: ==

Zum Abschluss noch ein paar einfache Fragen zum Thema Klebverbindungen:
 
 
<table width="89%" border="1" align="center">
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">1. Welche Kräfte wirken beim Kleben? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_1:|Antwort]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">2. Wofür sind physikalisch abbindende Klebstoffe geeignet und wöfür überhaupt 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 über Anwendungsgebiete von Klebstoffen bekannt und deren Festigkeit? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_5:|Antwort]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Normung:==
=== DIN-Normen===
[[DIN]] 8593-8 Fertigungsverfahren [[Fügen]]; Kleben; 
[[DIN]] 16920 Klebstoffe und Klebstoffverarbeitung 
[[DIN]] 16921 
[[DIN]] EN 923 Definition von Klebstoffen und Benennungen 
[[DIN]] EN ISO 9664 

===VDI-Richtlinien===
VDI 3821 Kunststoffkleben 
VDI 2229 [[Metall]]kleben 
Alle DIN-Normen/VDI-Richtlinien kann man beim [http://www.beuth.de BEUTH Verlag] bzw. bei [http://www.vdi.de VDI] beziehen.

==Weblinks:==
Hersteller:

*- [http://www.loctite.de Loctite]
*- [http://www.sika.de Sika]
*- [http://www.Uhu.de Uhu]
*- ...

Informationen:
*- [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]
*- …

==Quellen ==
Quellen
*Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007,
ISBN 978-3-8348-0262-0
*Roloff/Matek Maschinenelemente Formelsammlung, Vieweg Verlag, 8. Aufl. 2006,
ISBN 978-3-8348-0119-7
*Roloff/Matek Maschinenelemente Aufgabensammlung, Vieweg Verlag,
ISBN 978-3-8348-0340-5
*Fertigungstechnik 2, Handwerk + Technik GmbH, 10. Auflage,
ISBN 978-3-582-02313-1
*Tabellenbuch [[Metall]] 43. Auflage mit Formelsammlung
ISBN 3-8085-1723-9

---------------------------

== Download ==

Dieser Artikel/Aufgaben und Lösungen stehen euch auch als *.pdf Dokument zur Verfügung.
 

1. [[Media:Klebverbindungen.pdf‎|Klebverbindungen]]
2. [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]]
3. [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen zu den Aufgaben]]
4. [[Media:Cyanacrylatversuch.pdf|Experiment Cyanacrylat/Fingerabdruck]]
 

==Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007==
# Element 1[[Media:100422_JB_Klebverbindungen.ppt]]
# Element 2[[Media:100422_JB_Klebverbindungen.doc]]
# Element 3[[Media:100422_JB_Klebverbindungen.ppt]]
 
 
 
 
[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
[[Kategorie:Fertigungstechnik]]

--[[Benutzer:Jens|Jens]] 19:53, 11. Okt. 2008 (CEST)

Klebverbindungen

2010-04-26T17:47:20Z

JBO: /* Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007 */

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td><div align="center">[[Bild:Adhesed.gif]]</div></td>
<td><div align="center">__TOC__</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Vorwort==

<div style="text-align: center;">
Dieser Artikel enthält sehr viele Informationen rund um das Thema Kleben. .....

Um direkt zu dem Bereich Entwicklung Konstruktion dieses Artikels zu gelangen bitte

<table width="18%" border="0" align="center">
<tr>
<td height="32" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen#Auslegung.2FGestaltung.2FBerechnung:| HIER KLICKEN!]]</div></td>
</tr>
</table>

</div>

==Allgemeines==

===Geschichtliches===

Kurzer Exkurs über die geschichtliche Entwicklung der Klebstoffe:
<table border="0" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> Ca. 5000 -2000 v. Chr.</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Birkenharz diente zum Befestigen von Harpunen- und Speerspitzen im Schaft</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" valign="top" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Sumerer und Ägypter, benutzten für ihre Tempel Asphalt. Weitere Rohstoffe aus denen sie Klebstoff gewinnen konnten waren: Erdpech und Baumharz. </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">1754</td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Zum ersten mal wurde ein Klebstoff ( ein Tischlerleim ) in England patentiert.</td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1870 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Synthetische Klebstoffe </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6"> </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entdeckung der Nitrozellulose </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1900 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Phenol-Formaldehydharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1912 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung von PVAc </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">bis 1935 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Polyacrylate, [[Harnstoff]]-Formaldehydharze, Polyurethane, Polychloroprene </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1940 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Epoxidharze </td>
</tr>
<tr>
<td width="19%" bgcolor="#E6E6E6">um 1950 </td>
<td width="81%" bgcolor="#E6E6E6">Entwicklung der Cyanacrylate (Sekundenkleber) </td>
</tr>
</table>
 

===Was versteht man eigentlich unter Kleben ?===
Unter Kleben (nach [[DIN]] 16920) ist das oftmals nicht lösbare Verbinden/[[Fügen]] zwischen verschiedenen
oder 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.

===Was ist ein Klebstoff?===

Definition des Klebstoffes nach DIN 16920: Ein Klebstoff ist ein 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.

===Vorteile:===

* verbinden unterschiedlicher (unterschiedlichster) Werkstoffpaarungen möglich
* ungünstige Werkstoffbeeinflussungen durch Oxidieren, Aushärten und Ausglühen entfallen
* geringer thermischer Verzug aufgrund keiner bzw. nur gering vorliegender thermischer Werkstoffbeanspruchung
* keine Kontaktkorrosion
* keine Oberflächenbeschädigung
* kraft- und Spannungsverteilung ist gleichmäßig
* optisch anspruchsvolle Konstruktion möglich
* schwingungsdämpfend
* hohe Steifigkeit und Gewichtsersparnis aufgrund von Sandwichbauweise (Leichtbau)
* Verbindungen sind dicht, spaltfrei und isolierend
* Querschnittsminderung der Bauteile aufgrund von Löchern für Schraubverbindungen oder Nietverbindungen entfällt. Daraus ergibt sich u.U. auch eine Gewichtsminderung.

===Nachteile:===

* häufig ist eine aufwendige Oberflächenbehandlung erforderlich
* u.U. lange Abbindezeiten bis zur Endfestigkeit der Verbindung
* vielfach Flächen[[druck]] und Wärme zum abbinden notwendig
* geringe Schäl-, Warm-, Dauerfestigkeit
* oft kein Zerstörungsfreies Prüfen der Verbindung möglich
* empfindlich gegen Schlag und Stoßbelastung
 

==Funktionsweise von Klebstoffen==
[[Bild:Ko-ad.jpg|thumb|Abb.1 Quelle: RM]]

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 Quelle: 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
der Realität nur selten so nahe, das es zu einer spürbaren Adhäsion (Grenzflächenhaftung) kommt. Nur
ein flüssiger Stoff kann sich den Oberflächenkonturen vollständig anpassen und als „Brückenmedium“ eine
Adhäsion bewirken. Da aber der innere Zusammenhalt (Kohäsion) von Flüssigkeiten im Normalfall äußerst
gering ist und sie somit als verbindendes Element nicht geeignet sind müssen sie die Eigenschaft haben,
nachdem sie sich an die Oberfläche geschmiegt haben zu verfestigen. Hier kommen nun die Klebstoffe ins
Spiel. Die benötigte Adhäsion ist gegeben und wenn ein Klebstoff aushärtet erhält er die nötige Kohäsion.

==Einteilung von Klebstoffen==

Klebstoffe können nach vielen verschiedenen Gesichtspunkten eingeteilt werden. z.B.

- nach der Bindefestigkeit
- nach der Art des Abbindemechanismus
- nach Anwendungsgebieten
- nach Art des Grundwerkstoffes

In der VDI-Richtline 2229, auf die im Folgenden eingegangen wird, werden Klebstoffe nach Art des
Abbindens eingeteilt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:einteilung.jpg]]
</div>

===physikalisch abbindende Klebstoffe:===

Diese Arten der Klebstoffe sind häufig eine Lösung von natürlichen 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 Lösemitteln (insb. [[Kohlenwasserstoffe|Kohlenwasserstoffe]])  bzw. Dispersionsmittel.

Die Klebeschicht entsteht durch physikalische Vorgänge wie das Ablüften des [[Lösungsmittel]]s vor dem [[Fügen]], erstarren der Klebstoffschmelze oder Gelieren (bei einem mehrphasigen System).

Diese Kleber sind besonders geeignet um [[Metalle]] (undurchlässiges Werkstoffe) mit porösen Werkstoffen wie z.B. Holz zu verbinden. Hingegen sind sie ungeeignet um zwei undurchlässige Werkstoffpaarungen wie z.B. [[Metall]] – [[Metall]] zu verbinden, da bei größeren Klebeflächen ein ausreichendes Ablüften und somit eine gute Bindung nicht möglich ist. 

Physikalisch abbindende Klebstoffe sind thermoplastisch und sind somit wärmeempfindlich, sie haben eine erhöhte Kriechneigung und sind anfälliger gegen Lösungsmittel als chemisch abbindende Klebstoffe. 
 
Sie werden unterteilt in:
 
Kontaktklebstoff: wird beidseitig auf die Oberflächen aufgetragen und nach Ablüften des Lösungsmittels innerhalb der Kontaktklebzeit (Herstellerangaben beachten) unter (starkem) [[Druck]] gefügt.
 
Schmelzklebstoff: wird in geschmolzenem Zustand ca. 150°C – 190°C aufgetragen und die Teile müssen vor erstarren der &bdquo;Schmelze“ gefügt werden. (Bp. Heissklebepistole)
 
Plastisole: sind lösungsmittelfreie Klebstoffe die bei einer Temperatur von 140°C bis 200°C abbinden.
 

<table border="1" cellpadding="0" width="100%">
<tr>
<td width="16%" valign="top">Klebstofftyp </td>
<td width="11%" valign="top">Beispiel </td>
<td width="18%" valign="top">Bedingungen </td>
<td width="8%" valign="top">Kompo-nenten </td>
<td width="13%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="16%" valign="top">Lösungsmittel 
Dispersionsmittel</td>
<td width="18%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Schmelz-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polyester, 
</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Papier, Textilien, 
Leder, Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Plastisol-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">PVC</td>
<td width="18%" valign="top">+Weichmacher 
und Haftvermittler</td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">warm</td>
<td width="16%" valign="top">ohne</td>
<td width="18%" valign="top">Metalle, 
Keramik</td>
</tr>
<tr>
<td width="16%" valign="top">Kontakt-klebstoff</td>
<td width="11%" valign="top">Polychloropen</td>
<td width="18%" valign="top"> </td>
<td width="8%" valign="top">1</td>
<td width="13%" valign="top">kalt</td>
<td width="16%" valign="top">verdunsten vor 
dem Kleben</td>
<td width="18%" valign="top">Holz, Gummi, 
Kunststoffe, Metalle</td>
</tr>
</table>
 

===chemisch abbindende Klebstoffe: (Reaktionsklebstoffe)===

Reaktionsklebstoffe sind  Klebstoffe, die durch zugesetzten Härter ([[Katalysator|Katalysator]]) oder weitere Komponenten [[Verlauf_chemischer_Reaktionen|chemische Reaktionen]] auslösen, und somit sehr feste und dauerhafte Verbindungen eingehen. Meist werden Reaktionsklebstoffe aus zwei Stoffen zusammengemischt Grundstoff (Bindemittel) und Härter ([[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“ aus Cyanacrylat. ([[Sekundenkleber]]) Diese Klebstoffe benötigen eine &bdquo;unsichtbare“ zweite Komponente, die Feuchtigkeit, die sie aus der Umgebungsluft beziehen. Im Allgemeinen gilt das abbinden der Reaktionsklebstoffe wird durch einen Katalysator, einwirken erhöhter Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder durch entziehen des Sauerstoffes (anaerob) in gang gesetzt. 
 
Da Reaktionsklebstoffe keine [[Lösungsmittel]] enthalten sind sie deshalb besonders geeignet für glatte, nicht poröse und feste Materialien wie z.B. [[Glas]], [[Metalle]], Keramik, [[Kunststoffe]] und Gummi. Die Klebestellen sollten aber vor dem Fügen durch anschleifen von anhaftenden Oxidschichten befreit werden. Insbesondere gilt dies für Gummi, da es durch Einwirkung von [http://de.wikipedia.org/wiki/Ultraviolettstrahlung UV-Strahlen] und [[Ozon|Ozon]] geschädigt wird und keine klebefähige Schicht mehr hat. 
Da die Abbindung u. U. Tage dauert ist es sinnvoll eine weitere dritte Komponente einen Beschleuniger hinzuzufügen. 
 
Reaktionsklebstoffe werden unterteilt in:
 
Polymerisationsklebstoffe: (Ein- oder Zweikomponentenkleber) Die Polymerisation wird durch die Reaktion mit dem [[Katalysator|Katalysator]] ausgelöst. Bei den anaerob abbindenden Klebstoffen bleibt die Reaktion aus, solange der [[Katalysator|Katalysator]] im Flüssigen Klebstoff mit Sauerstoff in Berührung kommt. Durch die Katalysatormenge und Temperaturänderungen ist die Reaktionszeit beeinflussbar.
 
Polyadditionsklebstoffe: (Ein- oder Mehrkomponentenkleber) Durch die Reaktion von mindestens zwei chemisch unterschiedlichen und reaktionsfähigen Stoffen, welche im [[Stöchiometrie|stöchiometrischen]] Verhältnis miteinander gemischt werden entstehen diese Klebstoffe.
 
Polykondensationsklebstoffe: reagieren bei einem Anpressdruck ≥0,4 N/mm2 unter abspalten flüchtiger Stoffe und einer Abbindetemperatur von ca. 120°C bis 160°C.
 
Beispiele:
<table border="1" cellpadding="0" width="98%">
<tr>
<td width="20%" valign="top"><div align="center">Kunststofftyp </div></td>
<td width="17%" valign="top">Reaktions- 
bedingungen</td>
<td width="16%" valign="top">Anzahl der 
Komponenten</td>
<td width="15%" valign="top">Abbinde- 
temperatur</td>
<td width="15%" valign="top">Reaktions- 
produkte</td>
<td width="17%" valign="top">Anwendung </td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Säureanhydride</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">warm</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Epoxid</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyamine</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Polysocyanate</td>
<td width="17%" valign="top">+Polyole</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">[http://de.wikipedia.org/wiki/Cyanoacrylate Cyanacrylate]</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik, 
Kunststoffe, Gummi</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Methacrylate</td>
<td width="17%" valign="top"> </td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top"> </td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]]</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Harnstoff 
Formaldehyd</td>
<td width="17%" valign="top">+Styrol oder 
Methacrylate</td>
<td width="16%" valign="top">2</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">bleiben in der 
Klebeschicht</td>
<td width="17%" valign="top">[[Metalle]], Keramik,  
Kunststoffe</td>
</tr>
<tr>
<td width="20%" valign="top">Silicon-Harze</td>
<td width="17%" valign="top">+ Feuchtigkeit</td>
<td width="16%" valign="top">1</td>
<td width="15%" valign="top">Kalt</td>
<td width="15%" valign="top">verdunsten 
beim Kleben</td>
<td width="17%" valign="top">Keramik</td>
</tr>
</table>
 

==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.
===Vorbehandlung:===

 
<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="73%" valign="top">Um eine möglichst hohe Adhäsion des Klebstoffes zu erreichen müssen die Oberflächen der zu fügenden Teile von Schmutz, Rost, Oxidschichten und Fett befreit werden. Zu glatte Oberflächen müssen vor dem verkleben/fügen durch abschmirgeln oder sandstrahlen angeraut werden. 
</td>
<td width="27%">[[Bild:Tabelle1.jpg|thumb|Haftgrundbehandlung versch. Werkstoffe Quelle: RM]]</td>
</tr>
</table>

===Klebvorgang:===

Hier gilt auch die Herstellerangaben unbedingt beachten um ein optimales Ergebnis zu erzielen. Im Normalfall werden [[Lösemittel]]haltige Klebstoffe entsprechend der Konsistenz beidseitig mit Pinsel oder Spachtel auf die Fügeteile aufgetragen, Dann sollten die Fügeteile eine Zeit &bdquo;ruhen“, damit ein Großteil des [[Lösemittel]]s verdunsten und der Grundstoff sich durch Adhäsion mit der Oberfläche verbinden kann. Nach genügender Abbindung des Klebstoffes werden beide Fügeteile unter [[Druck]] zusammengefügt. Nun wird die Verbindung durch Kohäsion in der Klebeschicht hergestellt. Die Klebeschicht ist in der Regel nach ein bis zwei tagen aufgrund des Verdunstens des Lösemittels vollständig abgebunden.
 
Bei Reaktionsklebstoffen wird das Gemisch aus den Komponenten einseitig auf eines der Fügeteile, mit der vorbereiteten Oberfläche, aufgetragen (entsprechend des Klebstoffes auch gestreut oder bei Klebefolien aufgelegt). Die Teile können in der Regel sofort gefügt werden, da ja kein [[Lösemittel]] verdunsten muss. Entsprechend des Klebstoffes erfolgt das Abbinden mit oder ohne [[Druck]]/Wärmeeinfluss innerhalb weniger Minuten (Warmklebstoffen) oder in mehreren Tagen (Kaltklebstoffe).
 
''Man sollte immer nur soviel Klebstoff anmischen wie gebraucht wird bzw. soviel wie während der Tropfzeit verarbeitet werden kann, da die Reaktion sofort nach dem vermischen der Komponenten einsetzt.''

===Nachbehandlung:===
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.
 
 

== '''Auslegung/Gestaltung/Berechnung:''' ==
Grundsätzlich gilt:

'''Klebgerecht konstruieren und richtige Wahl des Klebers''' (siehe RM TB 5-2)

Weiter ist zu beachten:

* Klebefläche ausreichend dimensionieren (Überlappungen bevorzugen)
* Scherbeanspruchung in der Klebefuge anstreben
* Zugbeanspruchung nur in besonderen Fällen zulassen
* Fugenspalt so klein wie möglich halten
* Schälbeanspruchung unter allen Umständen vermeiden (konstruktive Maßnahmen z.B. Versteifungen)
* Schutz vor Witterung und Feuchtigkeit (z.B. Lacküberzug) 
 
<div style="text-align: center;">
[[Bild:beanspruchung1.jpg]]
</div>

Beispiel für eine Klebgerechte Konstruktion wenn Stumpf an Stumpf liegt:

<div style="text-align: center;">
[[Bild:Beanspruchung2.jpg]]
</div>

[[Bild:bsp.jpg|thumb|Weitere Beispiele einer klebgerechten Konstruktion]]
Folgernd lässt sich sagen:
 
In Bezug auf auftretende Kräfte:

* '''Bevorzugt sollten Klebverbindungen auf Druck/Zug oder Scherung belastet werden.
*Biege- und Schälbelastungen sollten vermieden werden.'''
 
In Bezug auf Abmessungen:

* '''Je grösser die Kraft ist die übertragen wird, desto grösser muss die Klebefläche sein.'''
 
 
 
 
 

===Berechnungsgrundlagen:===

<div align="center">
<table width="87%" border="3">
<tr>
<td align="center" bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">Folgendes sind vereinfachte Berechnungen und ergeben lediglich Richtwerte, da sehr viele Einflussfaktoren, vom verwendeten Klebstoff abhängig sind. Die Einflussfaktoren sind überdies nur sehr schwer zu erfassen und nur überschlägig berücksichtigt. Maßgebend für alle Anwendungsfälle sind die Angaben der Hersteller.</div></td>
</tr>
</table>
</div>
 
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.

[[Bild:tkb.jpg]]

* '''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:

wechselnd: [[Bild:tklw.jpg]]

schwellend: [[Bild:tklsch.jpg]]

<table width="50%" border="1" align="center">
<tr>
<td><div align="center">Beanspruchungen verschiedener Klebnahtformen</div></td>
</tr>
<tr>
<td>[[Bild:kl-form.jpg]]</td>
</tr>
<tr>
<td>a) Stumpfstoß, zugbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>b) einfache Überlappung, zugscherbeansprucht unter Längskraft F</td>
</tr>
<tr>
<td>c) Rundklebung, schubbeansprucht unter Torsionsmoment T</td>
</tr>
</table>
 
Mit ausreichender Genauigkeit wird die unter der Belastung F bzw. T auftretende Beanspruchung als gleichmässig
verteilte Nennspannung berechnet. 
(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

===Aufgaben:===

====Aufgabe 1:====
 
 
<table width="72%" height="1" border="3" align="center">
<tr>
<td colspan="3">Berechnungsaufgabe 1:
 Bei einem Zugversuch an einem Prüfstab (siehe Grafik) ergibt sich eine Bruchlast Fm=5200N. 
Wie groß ist die Bindefestigkeit τKB des verwendeten Reaktionsklebstoffes ? </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 Lösung]]
</div></td>
<td><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe1|Lösung]]</div></td>
<td><div style="text-align: center;">
Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]
</div></td>
</tr>
</table>
 
 
 

====Aufgabe 2:====
 
 
<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2">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 σ_abs
b: die relative Schälfestigkeit σ_rel</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 Lösung]]
</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>
 
 

====Aufgabe 3:====
 
 

<table width="72%" border="3" align="center">
<tr valign="top">
<td colspan="2" valign="top">'''Berechnungsaufgabe 3:'''
Das Ende eines Wasserrohres aus [http://de.wikipedia.org/wiki/Polyvinylchlorid 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 von p=4 bar sicher hält, wenn die
Bindefestigkeit des Klebers bei 20mm Überlappungslänge
τKB= 8 N/mm2 beträgt. Standard Sicherheit 1,5-2,5. </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 Lösung]]
</div></td>
<td width="25%"><div align="center">[[Klebverbindungen-Lösungen#Lösung-Aufgabe3|Lösung]]</div></td>
<td><div align="center">Download: [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]] / [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Festigkeit und Einflüsse darauf:==
Die Festigkeit von Klebverbindungen ist von einer Vielzahl von Faktoren abhängig. Hier gilt angaben des
Herstellers beachten. Bp.

* Temperatur
* Verarbeitung
* Vorbereitung
* Umwelteinflüsse
 
Es gibt mehrere Faktoren die die Festigkeit der Klebverbindung beeinflussen:

* [[Korrosion]]sbeständigkeit
* Alterungsbeständigkeit/Zeit
* Warmfestigkeit

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Korrosionsbeständigkeit:''' Reaktionsklebstoffe sind im Allgemeinen beständiger als Lösungsmittelklebstoffen gegenüber [[Lösungsmittel]]n (z.B. [[Alkohol]], [[Aceton]], [[Benzin]], etc.) und anderen Flüssigkeiten (z.B. Öle, [[Säure]]n, [[Lauge]]n, etc.) Bei Einwirkung von Wasser über einen längeren Zeitraum ergeben sich jedoch Festigkeitsminderungen (verstärkt noch durch Wärmeeinwirkung) durch Beeinträchtigung der Adhäsion und Kohäsion.</td>
</tr>
</table>
</td>
<td valign="top"><div align="left">Die Abbildung zeigt Das Festigkeitsverhalten eines Klebstoffes (Sicomet-Standard) bei verschiedenen Umwelteinflüssen über einen grösseren Zeitraum.</div></td>
</tr>
<tr>
<td height="107" valign="top"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Alterungsbeständigkeit:''' bei [[Metall]]klebungen ist abhängig von der Art des verwendeten Klebstoffes, den zu fügenden Materialien, der Vorbehandlung der Oberfläche und besonders von schädigenden Umwelteinflüssen. Die warmabbindenden Klebstoffe sind in der Regel beständiger als kaltabbindende Klebstoffe. Direkt nach dem Abbinden besitzen die Klebstoffe die größte Bindefestigkeit, daraufhin stellt sich jedoch ein u.U. über längeren Zeitraum andauernder Festigkeitsabfall ein.</td>
</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 Quelle: RM]] </div>
</div></td>
</tr>
<tr valign="top">
<td height="93"><table width="98%" border="0">
<tr>
<td>'''Warmfestigkeit:''' Klebstofffestigkeit ist stark Temperaturabhängig. Auch hier zeigen die warmabbindenden Klebstoffe ein besseres verhalten als die kaltabbindenden. Je nach Klebstoffsorte lässt sich kurzzeitige Beständigkeit bis zu +350°C realisieren, zu berücksichtigen ist dabei jedoch ein Festigkeitsverlust. In der Regel liegt die zulässige Dauertemperatur zwischen ca. +80°C und +150°C.</td>
</tr>
</table> </td>
</tr>
</table>

==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
* Flächen[[dichtungen]]
Auch bei der Belastbarkeit muss man sich an die Vorgaben zum Verarbeiten des Klebstoffes halten um
eine optimale Verbindung zu erhalten.

==Gefahren von Klebstoffen für den Menschen: ==

<table width="100%" border="0">
<tr>
<td width="69%" valign="top">Das Hauptproblem des Klebens, stellen die [[Lösungsmittel]] dar. Weitere enthaltene Problemstoffe sind (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.
* Absauganlagen bzw. ausreichende Lüftung
* Körperschutz (Persönliche Schutzausrüstung)
* Lagerung in überschaubaren Mengen
* Beachten der Warnhinweise des Herstellers ([[R-Sätze]] und [[S-Sätze]])
 
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]]

== Fragen: ==

Zum Abschluss noch ein paar einfache Fragen zum Thema Klebverbindungen:
 
 
<table width="89%" border="1" align="center">
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">1. Welche Kräfte wirken beim Kleben? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_1:|Antwort]]</div></td>
</tr>
<tr>
<td bgcolor="#CCCCCC">2. Wofür sind physikalisch abbindende Klebstoffe geeignet und wöfür überhaupt 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 über Anwendungsgebiete von Klebstoffen bekannt und deren Festigkeit? </td>
<td bgcolor="#CCCCCC"><div align="center">[[Klebverbindungen: Antworten#Frage_5:|Antwort]]</div></td>
</tr>
</table>
 
 

==Normung:==
=== DIN-Normen===
[[DIN]] 8593-8 Fertigungsverfahren [[Fügen]]; Kleben; 
[[DIN]] 16920 Klebstoffe und Klebstoffverarbeitung 
[[DIN]] 16921 
[[DIN]] EN 923 Definition von Klebstoffen und Benennungen 
[[DIN]] EN ISO 9664 

===VDI-Richtlinien===
VDI 3821 Kunststoffkleben 
VDI 2229 [[Metall]]kleben 
Alle DIN-Normen/VDI-Richtlinien kann man beim [http://www.beuth.de BEUTH Verlag] bzw. bei [http://www.vdi.de VDI] beziehen.

==Weblinks:==
Hersteller:

*- [http://www.loctite.de Loctite]
*- [http://www.sika.de Sika]
*- [http://www.Uhu.de Uhu]
*- ...

Informationen:
*- [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]
*- …

==Quellen ==
Quellen
*Roloff/Matek: Maschinenelemente, Lehrbuch und Tabellenbuch, Vieweg Verlag, 18. Aufl. 2007,
ISBN 978-3-8348-0262-0
*Roloff/Matek Maschinenelemente Formelsammlung, Vieweg Verlag, 8. Aufl. 2006,
ISBN 978-3-8348-0119-7
*Roloff/Matek Maschinenelemente Aufgabensammlung, Vieweg Verlag,
ISBN 978-3-8348-0340-5
*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.
 

1. [[Media:Klebverbindungen.pdf‎|Klebverbindungen]]
2. [[Media:Kleben-Aufgaben.pdf‎|Aufgaben Kleben]]
3. [[Media:Lösungen-Kleben.pdf‎|Lösungen zu den Aufgaben]]
4. [[Media:Cyanacrylatversuch.pdf|Experiment Cyanacrylat/Fingerabdruck]]
 

==Unterrichtseinheit Klebverbindungen FSM2007==
# Element 1[[Media:100422_JB_Klebverbindungen.ppt]]
# Element 2[[100422_JB_Klebverbindungen.doc]]
# Element 3[[Media:100422_JB_Klebverbindungen.ppt]]
 
 
 
 
[[Kategorie:Entwicklung und Konstruktion]]
[[Kategorie:Fertigungstechnik]]

--[[Benutzer:Jens|Jens]] 19:53, 11. Okt. 2008 (CEST)

2010-02-10T15:15:47Z

JBO:

Mein Name: John Bohn, Baujahr 1979. 
Ich habe 1996 eine 3 ½ Jährige Ausbildung zum [http://de.wikipedia.org/wiki/Industriemechaniker Industriemechaniker Fachrichtung Betriebstechnik] gemacht. 
Direkt nach der Ausbildung wechselte ich in die [http://www.pedeu.panasonic.de PEDEU] Entwicklungsabteilungen( [http://de.wikipedia.org/wiki/Power_Supply Power Supply] / [http://de.wikipedia.org/wiki/Ladeger%C3%A4t Controls] & [http://de.wikipedia.org/wiki/Motorsteuerung Drives]) 
Dort bin ich im Bereich der Konstruktion (Metallteile / Kunststoffteile) tätig.
2007 habe ich mich dazu entschlossen, meine Familie + Freunde zu vernachlässigen und meine gestammte Freizeit der Technikerschule [http://de.wikipedia.org/wiki/Techniker] zu widmen um mich später „God willing“ einmal „Staatlich geprüfter Maschinenbautechniker“ (Maschinenbautechniker/in) nennen zu dürfen.

[[Bild:A. Paul Weber.jpg]]
[http://www.weber-museum.de A. Paul Weber]

[[Bild:Pfeil.gif]]'''Der Schlag ins Leere'''

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Der Staat ist für die Menschen da
 und nicht die Menschen für den Staat.
'' Albert Einstein''

Wir neigen dazu, Erfolg eher nach der Höhe unserer Gehälter
 oder nach der Größe unserer Autos zu bestimmen
 als nach dem Grad unserer Hilfsbereitschaft
 und dem Maß unserer Menschlichkeit.
'' Martin Luther King Jr.''

Fallen ist weder gefährlich noch eine Schande.
 Liegenbleiben ist beides.
'' Konrad Adenauer''

Das Geheimnis aller Erfinder ist,
 nichts für unmöglich anzusehen...
'' Justus Freiherr von Liebig''

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