Klebtechnik
Blablbaalblab
Blablbaalblab
Was wissen Sie über Lösungsmittelklebstoffe?
Grundstoff: Polymer in flüssiger, gelöster Form, Teilweises Abdampfen des Lösungsmittels, Fügen unter Druck.
Die Verarbeitung erfolgt nach den Verfahrensvarianten:
Nasskleben, Kontaktkleben, Haftkleben
Eig.:
Gute Benetzung und Adhäsion auf vielen Untergründen
Einfache, preisgünstige Verarbeitung
o manuell und automatisiert
o einfache Einstellung der Verarbietungseigenschaften
Löslicher Thermoplast
o Begrenzte Temperatur- und Lösungsmittelbeständigkeit
Verdunstende Lösungsmittel
o Gesundheitsschädlich
o Brennbar,
o erhöhter Arbeitsschutzaufwand
Beispiel: Schuhsohle
Was könnte ein alternatives Oberflächenbehandlungsverfahren für AL-Kleben sein?
Begründen Sie.
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Welche positive Effekte bringt die Laservorbehandlung mit sich?
- Makroskopisch: gleichmäßige Strukturen
- gezielte Strukturbildung, z.B. "Näpfchen" möglich
- Umschmelzbereich nur oberflächennah 1-5μm
- Hohe Korrosionsbeständigkeit durch amorphe/ mikrokristalline Struktur/ Grenzschicht
- Mikroskopisch: Oxidschichtzunahme
Was wissen Sie über Dispersionsklebstoffe?
Dispersionsklebstoffe (phys. abbindend)
Zustand: Polymer fein verteilt in Dispergiermittel (z.B. Wasser)
Klebevorgang: Flüssigauftrag + Druck
Guter Umweltschutz großflächige Anwendung möglich
Filmbildung i.d.R. nicht reversibel
Abdampfen von Wasser dauert länger als Lösungsmittel
Geringe Beständigkeit gegen Temperatur- und Feuchtigkeitseinflüsse
ggf. fixieren bis zur Handhabungsfestigkeit
Was sollte man Grundsätzlich bei AL-Klebungen anstreben?
Große wirksame Oberfläche,
- Ausbildung eines Mikrocomposites
- Möglichst geringe Medien-/Feuchtediffusion in Klebung und Grenzschicht
- Möglichst stabile Oxidschichten
Wie unterscheiden sich Nass-, Kontakt-, und Haftkleben?
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Wie verläuft das typische Abbindeverhalten chemisch härtender Klebstoffe? Wie ist der Einfluss der Zeit auf den Reaktionsverlauf?
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Welchen Einfluss hat die Temperatur auf den Reaktionsverlauf?
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Was ist die Topfzeit? Wie verändert sich die Viskosität während des Reaktionsverlaufes?
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Welchen Einfluss kann Druck auf das Abbindeverhalten nehmen?
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Was wissen Sie über Cyanacrylate?
Klebstofflagerung
Möglichst feuchtigkeitsfrei
Klebstoffauftrag (i.d.R. auf ein Fügeteil)
Dosierung erfolgt idealerweise aus sauer passivierten Düsenoberflächen
Fügen der Fügepartner
Fügen unmittelbar nach dem Klebstoffauftrag, i.d.R. nur geringer Anpressdruck beim Fügen
Aushärtung
Unter Umständen Aktivatoreinsatz bei:
o niedrigen Luftfeuchtigkeiten
o sauren Oberflächen
Thixotropierte Formulierungen bei
o porösen Oberflächen
o größeren Spalten, Zwangslagen
Was sind die Eigenschaften von Cyanacrylatklebstoffen?
Gute Haftungseigenschaften, auch auf den meisten Kunststoff- und Gummioberflächen
Gute Festigkeit bis ca. 20 N/mm²
Sprödes Verhalten (Vorsicht bei Glasklebungen!)
Temperaturbereich (-30°C bis 80°C, kurzzeitig bis 110°C)
Geringe Spaltüberbrückbarkeit
Gute Hautverträglichkeit
Anwendungsbeispiel: Kleben von Dichtungen an Luftfilter
Wie stehen Cyanacrylate im ambivalenten Verhältnis zu Wasser?
Cyanacrylat benötigt zwar geringe Mengen von Wasser zur Aushärtung, eine zu hohe Feuchtigkeit führt aber zur Auflösung der Klebung.
49. Wie kann man anaerobe Klebstoffe lagern und welche Eigenschaften besitzen Sie?
Kriterien einer ordnungsgemäßen Lagerung
ausreichendes Sauerstoffangebot
UV-undurchlässig
keine hohen Temperaturen
Typische Eigenschaften der Klebschicht
gute Lösungsmittel- und Chemikalienbeständigkeit
gute Temperaturbeständigkeit (Temperatureinsatzbereich –55°C bis +150°C)
hohe mechanische Festigkeit (funktionelle Sicherheit nach ca. 5-10h )
hohe Beständigkeit gegen dynamische Dauerlast und Vibrationsbeanspruchung
neuartige Formulierungen ermöglichen den reaktionsneutralen Einbau geringer Mengen ölartiger Verunreinigungen in die Polymermatrix
Welche Gründe sprechen für den Einsatz von anaeroben Klebstoffen?
hohe dynamische Festigkeit und gute Vibrationsbeständigkeit
verbesserte Kraftübertragung, Erhaltung der Vorspannung
gute Lösungsmittel- und Chemikalien- und Temperaturbeständigkeit
einkomponentig, gut automatisierbar einfache, kostengünstige Verarbeitung
überschüssiger Klebstoff lässt sich leicht entfernen, da in Kontakt mit Sauerstoff
Dichtfunktion, Korrosionsschutz
Wiederlösbarkeit, Losbrechmoment durch polymeres System einstellbar
Anwendungsbeispiel: Schrauben
Was wissen Sie über strahlungshärtende Klebstoffe?
Reaktionsmechanismus
polymere Basis häufig Acrylate, Methacrylate; andere z.B. EP möglich
Reaktionsmechanismus: „Radikalkettenpolymerisation“ Aktivierung erfolgt durch Strahlung
Voraussetzung:
Strahlungsdurchlässigkeit eines Fügepartners, i.d.R. Einsatz von UV-Licht, sichtbares Licht und Elektronenstrahlung möglich
Eigenschaften hängen von polymerer Basis ab, grundsätzlich:
geringe Wärmeentwicklung
schnelle Aushärtung
kurze Taktzeiten, „bonding on demand“
gut automatisierbar
Welche Gründe sprechen für den Einsatz von Strahlungshärtenden Klebstoffen?
transparente Klebstelle, kein vergilben
kurze Taktzeiten, geringer Vorrichtungsaufwand
hohe Schälfestigkeiten
hohe Prozesssicherheit, Ausschluss von Mischfehlern
Was wissen Sie über Polyurethanklebstoff?
Temperaturbereich
1K: -40°C bis +100°C
2K: -40°C bis +120°C
Reaktionsmechanismus: Polymerstruktur (linear, vernetzt) abhängig von der Anzahl funktioneller Gruppen
Preisgünstige Systeme
Festigkeits-, Applikations- und Verarbeitungseigenschaften in weiten Grenzen einstellbar, universelle Einsatzgebiete
Gute Dämpfungseigenschaften
guter Spannungsausgleich
hohe Beständigkeit gegenüber korrosiven Medien
großer Temperatureinsatzbereich
einfache Verarbeitung
schnelle Anfangsfestigkeit
gute Alterungsbeständigkeit
Wie ist der Ablauf der Reaktion von feuchtigkeitshärtenden Polyurethanen?
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Was wissen Sie über Epoxidharzklebstoffe kalthärtend?
Chemisch härtend, 2K „wenn`s besonders fest sein muss“
Temperaturbereich
1K -55°C bis +180°C
Mischen von Harz und Härter im stöchiometrischen Mischungsverhältnis (Polyaddition)
innerhalb der Topfzeit vereinigen
Eig.:
Gute Haftungs- und Festigkeitseigenschaften
Anfangszugscherfestigkeiten bis 35 MPa
Bruchdehnung bis 10%
Gute Alterungseigenschaften
Beispiel: z.B. Schienenfahrzeugbau
Welches physikalische Wirkprinzip wird in der Klebtechnik verwendet?
Stoffschluss im mikroskopischen Bereich teils auch Formschluss
2. Welche Funktionen erfüllt das Kleben? Nennen Sie Anwendungsbeispiele.
Basisfunktionen Beispiele
Lage bestimmen Kräfte übertragen Flugzeugbau Dichten Getriebekasten
Zusatzfunktionen
Dämpfung Energieaufnahme Schraubensicherung durch mikroverkapselte Klebstoffe Korrosionsschutz Leiten und Trennen Elektrizität Displaykontaktierung/
Silberleitklebstoff Wärme Licht Fluide
Welche Vorteile zeigt die Klebtechnik gegenüber herkömmlichen Fügetechniken?
Verbindungsmöglichkeit für verschiedenste Werkstoffe und Werkstoffkombinationen
Gleichmäßige Spannungsverteilung senkrecht zur Belastungsrichtung
hohe dynamische Festigkeit und hohe Schwingungsdämpfung
keine thermische Gefügebeeinflussung
kein thermisch bedingter Bauteilverzug
Verbindungsmöglichkeit für ein großes Spektrum an Fügeteilgeometrien
Sowohl manuell anwendbar als auch gut automatisierbar
Gute Optik der Fügestelle
Gute Kombinierbarkeit mit anderen Fügeverfahren
Funktionelle Aufgaben in die Klebschicht integrierbar
Wodurch entsteht der Vorteil der Klebtechnik hinsichtlich der Werkstoffkombinationen?
Verbindungsmöglichkeit für unterschiedlichste Werkstoffe
nahezu alle technisch relevanten Werkstoffe fügen
einzige Möglichkeit Werkstoffe mit sehr unterschiedlichen Eigenschaften zu fügen
Vorteile verschiedener Werkstoffe lassen sich kombinieren, ideal für Materialmischbauweisen (z.B. im Leichtbau)
Isolierwirkung bei unterschiedlicher elektrochemischer Eigenschaften: kein direkter metallischen Kontakt → keine Bimetallkorrosion
Wodurch entsteht der Vorteil der Klebtechnik hinsichtlich der Lastübertragung?
Gleichmäßige Spannungsverteilung senkrecht zur Belastungsrichtung
keine Materialschwächungen
gleichmäßige Gefügestruktur (keine WEZ, keine „metallurgische Kerbe“)
gleichmäßige Fügezonengeometrie (kaum Schwankungen und Höhe und Breite)
elastoplastisches Verformungsvermögen der Klebschicht
Wodurch entsteht der Vorteil der Klebtechnik hinsichtlich der gleichmäßigen Lastübertragung, bzw. dynamische Festigkeit und Schwingungsdämpfung?
Hohe dynamische Festigkeit und hohe Schwingungsdämpfung
gleichmäßige, flächige Spannungsverteilung
homogene Fügezone (Querschnitt, Gefüge der beteiligten Werkstoffe) und
verminderte Kerbwirkung
elastoplastisches Verformungsvermögen der Klebschicht ermöglicht
→ Abbau von Spannungsspitzen, Stoßdämpfung
Klebschicht weist als Verbundpartner i.d.R. niedrigen E-Modul auf
→ Schwingungsdämpfung, akustische Entkopplung
Wodurch entsteht der Vorteil der Klebtechnik hinsichtlich der thermischen Randbedingungen?
Keine thermische Gefügebeeinflussung
thermisch bedingte Gefügebeeinflussungen führen oft zu Festigkeitseinbußen, infolge minimierter Versetzungsbehinderung, Heißrissbildung, Porenbildung, Grobkornbildung, etc.
beim Fügen durch Kleben bleibt die Tragfähigkeit der Ausgangsquerschnitte erhalten
Kein thermisch bedingter Bauteilverzug
thermisch induzierte Eigenspannungen bewirken i.d.R. Verzug beispielsweise von Schweißverbindungen
Dies gilt insbesondere bei
→ großer Wärmeeinbringung, beispielsweise dem MSG-Schweißen von dicken Blechen
→ unterschiedlicher Wärmeableitung, bspw. beim Schweißen von Folien an dicke Bauteile
beim Fügen durch Kleben bleibt die Maßgenauigkeit der Konstruktion erhalten
Wodurch entsteht der Vorteil der Klebtechnik hinsichtlich des Bauteilspektrums?
Verbindungsmöglichkeit für wärmeempfindliche Bauteile
z.B. wärmeempfindliche Kunststoffe oder dünnste Folien
Verbindungsmöglichkeit für komplexe Verbindungsgeometrien
Gute Spaltüberbrückbarkeit in der Fügezone
Ausgleich von Toleranzen in der Fügezone
Ausnutzen von Kapillarwirkung prinzipiell möglich
Großflächige Verbindungen in einem Arbeitsgang gleichmäßig herstellbar
z.B. Flächenfügen, Folienkleben, Laminieren
Wodurch entsteht der Vorteil der Klebtechnik hinsichtlich des Designs?
Gute Optik der Fügestelle
Fügezone kann i.d.R. außerhalb des Sichtbereiches gelegt werden
Keine Materialverfärbung durch thermische Beeinflussung (Anlauffarben)
Kein Abzeichnen von Druckstellen (Nietverfahren)
Transparente Fügestellen möglich, z.B. Glaskleben
Wodurch entsteht der Vorteil der Klebtechnik hinsichtlich der Prozesstechnik?
Automatisierungsgrad einstellbar
Der Automatisierungsgrad kann an die Fertigungsrandbedingungen angepasst werden
das Verfahren ist sowohl manuell anwendbar als auch gut automatisierbar, i.d.R. durch Robotereinsatz und automatisierte Dosiersysteme
Gute Kombinierbarkeit mit anderen Fügeverfahren
bevorzugt in Verbindung mit Schrauben, Nieten, Punktschweißen
Kombination von guter statischer und dynamischer Festigkeit
Verbesserung der Korrosionseigenschaften
Vermeidung von Schälbelastung
Welche Nachteile zeigt die Klebtechnik gegenüber herkömmlichen Fügetechniken?
Oberflächenvorbehandlung der Fügeteile
Einfluss der Zeit auf den Verfahrensablauf
Sorgfältige Prozesskontrolle bei der Herstellung von Klebungen notwendig
Aufwendige Kontrollverfahren für die Qualität der Klebung
Begrenzte thermische Formbeständigkeit
Geringe Schälwiderstände, Kriechneigung
Alterungsabhängigkeit der Klebschicht und Grenzschicht
Begrenzte Reparatur- und Demontagemöglichkeit
Aufwendige Festigkeitsberechnungen
Was wissen Sie über Epoxidharzklebstoffe warmärtend?
Chemisch härtend, 1K
Ähnlich 2K-EP
ABER nennenswerte Reaktionsgeschwindigkeiten erst bei Wärmezufuhr
geeignet für:. Flugzeugbau, Automobilbau
Temperaturbereich : -40°C bis +220°C
Eigenschaften im Vergleich zu 2K-EP
- Höhere Festigkeiten, Beständigkeiten
- Vereinfachte Verarbeitung (kein Mischen)
- Bessere Ölaufnahmefähigkeiten
- Wärme zur Aushärtung notwendig
Vorteile Kleben 1K ggü. Löten:
- Kein Verzug => keine Richtarbeiten
- Keine Gefügeänderungen, insb.
- „Diamantfreie“ bzw. keine aufgekohlte WEZ
Wodurch entsteht der Nachteil der Klebtechnik hinsichtlich der festigkeitstechnischen Aspekte?
Oberflächenbehandlung der Fügeteile
i.d.R. Grundvoraussetzung zur Gewährleistung ausreichender Haftung
→ Schwächstes Glied bestimmt Klebfestigkeit
Bestimmte Werkstoffe sind ohne Oberflächenbehandlung so gut wie nicht klebbar (unpolare Kunststoffe, PTFE)
Hohe Sicherheitsanforderungen oder mechanische Beanspruchungen verlangen oftmals besonders aufwendige Oberflächenvorbereitungen zur Verbesserung der Festigkeitseigenschaften
Alterung kann die Klebung stark beeinflussen (Unterwanderungskorrosion, bondline corrosion)
Wie kann man das mechanische Verhalten spröder und zähmodifizierter Epoxidharze darstellen?
Bild beschreiben.
Wodurch entsteht der Nachteil der Klebtechnik hinsichtlich der prozesstechnischen Aspekte?
Einfluss der Zeit auf den Verfahrensablauf
Verfestigung in der Klebschicht erst nach gewissen Zeit (kann angepasst werden)
Mindestfestigkeit für die Weiterverarbeitung muss erreicht sein
Einsatz von Füge- und Fixiervorrichtungen
Integration in den Fertigungsablauf notwendig
Beispiele für schnell abbindende Klebstoffe
physikalisch abbindende Schmelzklebstoffe,
Cyanacrylate,
UV-härtende Klebstoffe auf Acrylatbasis
Sorgfältige Prozesskontrolle notwendig
Kontrolle und Abstimmung der relevanten Prozessparameter
Oberflächenvorbehandlung
Klebstoffmischung, Klebstoffhomogenität
Klebstoffauftrag
Aushärtung
Zeit,
Temperatur,
Druck,
Luftfeuchtigkeit
Kontrolle der Kleb(fugen)qualität aufwändig
i.d.R. nur zerstörend möglich
Lunker, Fehlstellen, Risse erkannbar, aber nur bedingte Rückschlüsse auf Festigkeit
Aufwendige Verfahrensentwicklungen für „Kissing Bond“-Problematik
Welches sind die typischen Eigenschaften von Phenolharzklebstoffe?
Hochvernetzte Klebschichten
Hohe mechanische Festigkeiten bis ca. 40 N/mm²
Hohe Wärmebeständigkeit: Dauereinsatztemperaturen bis 180°C, bei speziellen Formulierungen auch darüber
Hohe Feuchtigkeits- und Medienbeständigkeit
Reine Phenol-Formaldehydharze sind äußerst spröde
Modifizierung mit Monomeren, die thermoplastische Strukturen aufweisen (Mischkondensation, Copolymerbildung)
Bruchdehungen modifizierter Phenolharzklebtstoffe bis ca. 10%
Sehr gute Adhäsion und Langzeitbeständigkeit
Insbesondere auf oxidativ gebeizten Aluminiumoberflächen
Anwendung: Flugzeugbau – langzeitbeständige Verklebung
Was sind Typische Eigenschaften von Silikonen?
Gummielastisches Verhalten
Dauergebrauchstemperatur -100°C bis 200°C, kurzzeitig 300°C
Gute Beständigkeit gegenüber
Witterung, UV-Strahlung, Feuchtigkeit, Korrosionsbeständig gegenüber schwachen Säuren und Basen, polaren Lösungsmitteln
Ausgezeichnete elektrische Isolationseigenschaften
Anfällig gegenüber Schimmelbefall
Nicht überlackierbar
Wodurch entsteht der Nachteil der Klebtechnik hinsichtlich der festigkeitstechnischen Aspekte?
Begrenzte thermische Beständigkeit
Form- und Temperaturbeständigkeit insbesondere organischer Klebstoffe begrenzt
(Typischer Temperaturbereich: 100-150°C, spezielle Entwicklungen 200-300°C)
Einfluss der Polymerstruktur (Thermoplast, Duroplast)
Geringe Schälwiderstände
Kriechneigung unter Dauerlast
Welche charakteristischen Temperaturbereiche von Klebstoffen kennen Sie?
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Wie sollte man Klebstoffe lagern?
- Generell: Kühl, trocken, dunkel
- Haltbarkeit zwischen 6 bis 12 Monate
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Cartes-fiches
Welche Lösungsmittel gibt es zum Entfetten?
KW- Kohlenwasserstoffe (unpolare Öle/Fette)
à Gutes Lösevermögen für unpolare tierische, pflanzliche und mineralische Fette und Öle
CKW - Chlor-Kohlenwasserstoffe (polare/unpolare Öle/Fette)
à Gute Öl-, Fettlösekraft (besser als KW)
à gesundheitlich bedenklich
O-KW - Sauerstoffhaltige Kohlenwasserstoffe (Kompromiss)
à Für polare und unpolare Verschmutzungen
à schnellere Trocknung als KW
Wichtig: Gleiches löst sich in Gleichem!!!
Ionen ßà Ionen
Polar ßà Polar
Welche Reihenfolge ist bei der mechanischen Oberflächenvorbehandlung unter Strahlen zu beachten?
Standardreihenfolge für das erfolgreiche entfetten + strahlen
- Entfetten mit Lösungsmittel
- Strahlen (ölfreie Druckluft)
- Abblasen (ölfreie Druckluft)
- Entfetten mit Lösungsmittel
Welche unterschiedlichen chemischen Verfahren gibt es beim Beizen?
Beizen metallischer Oberflächen:
Verschiedene Metalle, hierbei besonders kerbempfindliche,
können mit chemischen Lösungen behandelt werden. Meist werden verdünnte Säuren verwendet, die ein Auflösen der oberen Bauschichten Bewirken und so Adsorptions- und Oxidschichten entfernen.
Man unterschiedet zwischen:
Nichtoxidierendes Beizen: Hierbei wird die Bauteiloberfläche durch Ätzen von der bestehenden Oxidschicht befreit, so dass eine blanke Oberfläche entsteht. Die kann nach Bedarf durch länger andauerndes Ätzen aufgeraut werden.
Oxidischen Beizen: Im Vergleich zum nichtoxidierendem Beizen wird bei diesem Verfahren zusätzlich eine festhaftende Schicht erzeugt z.B. Chromat-, Phosphat- oder Oxidschicht, welche die
Adhäsionseigenschaft wesentlich verbessert.
23. Welche Voraussetzungen für eine vollständige Reaktion muss bei der Polyaddition vorliegen? Was geschieht, wenn diese Voraussetzung nicht gegeben ist?
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Welches sind die Einflussgrößen auf die Festigkeit einer Klebung?
- Klebstoff : Elastizitätsmodul, Schubmodul, Querkontraktion und Schubspannungs- Gleitungs- Verhalten
- Fügeteilwerkstoff: Streckgrenze, Rauheit, Wärmausdehnung,…
- Beanspruchung: mechanisch, physikalisch, chemisch, komplexe Kombinationen und Zeitabhängigkeit
- geometrische Gestaltung: Überlappungslänge, Überlappungsbreite, Fügeteildicke und Klebschichtdicke
Wichtig: Im Gegensatz zum homogenen Werkstoff ist beim Kleben alles viel komplizierter
- mehr Werkstoffe, unterschiedliches Verhalten
Welche Voraussetzungen bei der Zugbeanspruchung bei Stumpfkleben müssen gelten, für die vereinfachte Betrachtung?
Wichtige Voraussetzungen: (für vereinfachte Betrachtung)
zentrische (momentenfreie) Krafteinleitung (Zug), Krafteinleitung durch Biegemoment (Biege), Krafteinleitung mit Biegemoment durch exentrische Kraft (Kombi aus Zug/Biegebeanspruchung)
eine bzw. vernachlässigbare Querkontraktion
linear-elastisches Klebschichtverhalten
homogene Klebschichteigenschaften
vollständige Haftung
Welche Auswirkungen können Spaltprodukte bei der Polykondensation haben?
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Welche Praxisrelevanten Aspekte werden durch den Polymerisationsgrad beeinflusst?
langkettige Makromoleküle → gute Festigkeitseigenschaften
kurze Makromoleküle → Verbesserung der Verarbeitbarkeit ( Spritzgussprozess, Dosierprozess )
Welches sind die Nachteile von stumpfgeklebter metallischer Fügeteile und welche Konsequenzen gibt es für die Konstruktion?
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Wie wirkt die Kohäsion?
I. chemische Bindungen innerhalb der Klebstoff-Polymere
II. chemische Bindungen, die zur Vernetzung des Polymers führen
III. zwischenmolekulare Wechselwirkungen zwischen den Klebstoff-Molekülen
IV. mechanische Verklammerung verschiedener Klebstoff-Moleküle
Welche Voraussetzungen müssen für eine einschnittige Überlappungsklebung gegeben sein?
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Skizieren Sie grob die Auswirkungen der elastischen Fügeteilverformungen der Klebschicht.
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Wie kann man die Zugscherfestigkeit bei einer Zugscherprüfung ermitteln?
Die Probe wird eingespannt und die Kraft wird quasistatisch bis zum Bruch der Klebung gesteigert.
- Die ermittelte Bruchkraft wird auf die Klebfläche bezogen. Als Ergebnis erhält man die mittlere Zugscherspannung beim Bruch der Klebung, die Zugscherfestigkeit.
Die Festigkeitsprüfung nach DIN EN 1465 ergibt somit einen Festigkeitsmittelwert.
Welcher Parameter ist verantwortlich für den Klebschichtbruch bei Überlappungsklebungen?
Verantwortlich für den Klebschichtbruch sind jedoch die maximalen Spannungsspitzen.
Diese treten in der Klebschicht an den Überlappungsenden auf.
Merke: Die tatsächlich auftretenden Spannungsspitzen werden nicht erfasst.
In welcher Größenordnung bewegt sich die Reichweite der Bindungskräfte? Wie groß sind die Bindungsenergien circa?
Reichweite der Bindungskräfte bewegt sich in Sub-Nanometer-Dimensionen
Zwischenmolekulare (physikalische) Bindungen liegen bei ca. 50 kJ/mol. Chemische Bindungen sind etwa um den Faktor 10 größer.
Nenne die fünf Einflussfaktoren auf die Spannungsverteilung in einschnittigen Überlappungsklebungen
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Wovon wird die Spannungsverteilung in den einschnittigen Metallklebungen beeinflusst?
Die Spannungsverteilung in einschnittigen überlappten Metallklebungen wird neben dem Klebstoff, Fügeteilwerkstoff, Art der Beanspruchung entscheiden durch die Geometrie der Klebfuge beeinflusst.
28. Welche wesentlichen Kunststoffklassen können nach dem morphologischen Aufbau unterschieden werden?
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Welchen Einfluss hat die Überlappungsbreite b auf die Klebfestigkeit?
Die Spannungsverteilung in der Klebfuge kann senkrecht zur Belastungsrichtung näherungsweise als konstant angenommen werden.
- Die Bruchlast wächst proportional mit der Überlappungsbreite b.
- Der Einfluss der Überlappungsbreite b auf die Klebfestigkeit ist vernachlässigbar.
Welchen Einfluss hat die Fügeteildicke s auf die Klebfestigkeit?
Eine Erhöhung der Fügeteildicke s hat sowohl einen positiven als auch einen negativen Einfluss auf die Festigkeit einer Überlappklebung:
- Zunahme des Drehmomentes mit s (durch größeren Hebelarm)
+ geringere Dehnung der Fügeteile (durch höhere Fügeteilsteifigkeit)
+ geringere Biegung der Fügeteile (durch größeres Widerstandsmoment)
Der günstige Einfluss der erhöhten Fügeteilsteifigkeit auf die Klebfestigkeit überwiegt den ungünstigen Einfluss der Zunahme des äußeren Drehmoments.
Welchen Einfluss hat die Überlappungslänge auf die Klebfestigkeit?
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Wie lässt sich die optimale Überlappungslänge ermitteln?
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Skizzieren Sie das thermomechanische Verhalten teilkristalliner Thermoplaste
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Welchen Einfluss hat die Klebschichtdicke auf die Klebfestigkeit?
Der Einfluss der Klebschichtdicke auf die Klebfestigkeit wird vielmehr durch ihren Einfluss auf die Klebschichteigenschaften, als durch ihren geometrischen Einfluss bestimmt.
Welchen Zusammenhang gibt es zwischen den Klebfestigkeiten und Klebschichtverformungen?
Die Festigkeit einer Klebung lässt sich nur als Kombination von reiner Bruch- bzw. Scherfestigkeit und Verformungsvermögen erklären.
- Die Zugscherfestigkeit (Klebfestigkeit) gibt nur die mittlere Spannung in der Klebschicht wieder. Die Spannungsverteilung in der Klebschicht ist jedoch nicht homogen.
- Die maximalen Spannungsspitzen liegen höher als die Klebfestigkeit. Siesind für das Versagen der Klebschicht verantwortlich.
- Die maximalen Spannungsspitzen hängen neben der Bruchfestigkeit des Klebstoffs auch vom Verformungsvermögen der Klebschicht ab. Eine Klebschicht, die in der Lage ist, Spannungsspitzen durch Verformungen abzubauen, weist höhere Zugscherfestigkeiten auf, als eine ideal
-lastische Klebschicht, da die Spannungsspitzen hier geringer sind.
Welchen Einfluss hat die Temperatur auf die Zugscherfestigkeit?
Die Festigkeit einer Klebung kann mit steigender Temperatur sowohl steigen als auch fallen.
- Mit steigender Temperatur sinkt der E-Modul und die Dehnung steigt bei gleichbleibender Spannung.
- Die führt zu einer Verringerung der Spannungsspitzen an den Überlappungsenden.
- Die mittlere Zugscherspannung (Klebfestigkeit) steigt.
- Der Anstieg endet, wenn die Spannungsverteilung weitgehend ausgeglichen ist.
- Bei weiterer Temperaturerhöhung überwiegt die Abnahme der Kohäsionsfestigkeit der Klebschicht.
Skizzieren Sie das thermomechanische Verhalten amorpher Thermoplaste
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Welche Spannungsverteilungen liegen bei Schälbelastungen vor?
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Wie lässt sich die Bruchlast unter Einbeziehung der Abminderungsfaktoren berechnen?
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Skizzieren Sie das thermomechanische Verhalten von Duromere
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Wie lautet die vereinfachte Volkersen-Gleichung?
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Weitere Wichtige Formeln?
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Welche Annahmen müssen für die Vereinfachte Volkersen-Gleichungen gelten?
linear elastisches Werkstoffverhalten vom Fügeteil und Klebschicht
- reine Schubbeanspruchung in der Klebfuge
- homogener Werkstoffaufbau
- gleiche Geometrie der Fügeteile
- kein Biegemoment
Nenne die wesentlichen Grundsätze der konstruktiven Gestaltungen von Klebungen.
Kleben braucht Fläche:
- genügend große Klebflächen vorsehen
- bei ungünstigen Klebflächengeometrien kann die Fügefläche durch Hilfselemente vergrößert werden
Spannungsspitzen in der Klebung vermeiden:
- Schälung, Spaltbeanspruchung vermeiden
- Vermeidung plastischer Fügeteilverformung
- Kraftfluss möglichst wenig verändern
- Biegemoment in der Klebschicht vermeiden, zentrischen Kraftangriff anstreben
Welche Beanspruchungsarten beim Kleben kennen Sie?
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Skizzieren Sie das thermomechanische Verhalten von Elastomeren
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Welche Maßnahmen gibt es zur Minderung von Schälbelastungen?
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Skizzieren Sie die Einteilung von Klebstoffen nach dem Abbindemechanismus
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Welche 5 physikalischen abbindende Klebstoffe kennen Sie?
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Wie können Bleche geklebt werden. Nenne mind. 3 Anwendungsarten
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