Mit Sicherheit fest verbunden

Der Autor Dr.-Ing. Jochem Sauer ist Mitarbeiter bei Van-tico, Basel/Schweiz. Der Hauptsitz von Vantico Tooling und Adhesives, Vantico Ltd., befindet sich in Duxford/Groß-britannien

Bei der Entwicklung von neuen, innovativen Fahrzeugen sind mit der Wahl von Kunststoffen für Karosserieteile und Verkleidungselemente Vorteile verbunden wie

– ansprechendes Design

– verbesserte Ergonomie sowie

– Kosteneinsparungen gegen-über konventioneller Metallbauweise.

Mit dem 2-komponentigen Me-thacrylat-Klebstoff Araldite 2022 werden bei innovativen Baufahrzeugen die aus ABS-Kunststoff bestehende Lenksäulenverkleidung befestigt sowie lokale Metallverstärkungen und Scharniere auf die ABS-Bauteile geklebt. Ein wesentliches Krite-rium für die Wahl dieses Klebstoffes: Er haftet sehr gut auf thermoplastischen Kunststoffen – ohne eine aufwändige Oberflächenvorbehandlung – ist zudem alterungsbeständig und zeichnet sie sich durch hohe Härtungsgeschwindigkeit aus.

Die kurzen Härtungszeiten bis zum Erreichen ausreichen-der Anfangsfestigkeiten, welche ein Weiterverarbeiten ohne Fixiervorrichtungen erlauben, waren einer der Gründe für die Wahl des 2-komponentigen Methacrylates Araldite 2021 für die neu gestaltete Inneneinrichtungen von Rettungsfahrzeugen. Bei einer Härtungstemperatur von 23 °C erreicht der Klebstoff schon nach 4 min. eine Anfangsfestigkeit von 1 MPa. Das reicht meist aus, um ohne Fixierung weiterzuarbeiten. In der zuvor beschriebenen Anwendung war auch die gute Haftung von Araldite 2021 auf ABS, Holz und Metall ohne Oberflächenvorbehandlung ein Grund für die Wahl dieses Klebstoffes.

Weitere Vorteile der erwähnten Klebstoffe sind deren ausgewogene Kombination von hoher Flexibilität und Festigkeit, die hohe Alterungsbeständigkeit in feuchter Umgebung sowie gegenüber Benzin, Öl und aggressiven Flüssigkeiten. Sie sind außerdem bis zu 4 mm fugenfüllend.

Für das Kleben der beiden SMC-Schalen zur Herstellung von Nummmernschild-Heckblenden eines Pkw, sogenanntes SMC Class A-Bauteil, wurde der zweikomponentigeEpoxidklebstoff Araldite AW2101/HW2951 ausgewählt. Ein ausschlaggebender Faktor für seine Wahl ist sein hohes Haftungsvermögen auf den Oberflächen, die lediglich mit einer Reinigungsflüssigkeit vorbehandelt wurden. Die erreichte Festigkeit der Klebverbindung übertrifft die Eigenfestigkeit des SMC, was in Bauteilver-suchen durch SMC-Ausriss nachgewiesen wurde. Darüber hinaus haben SMC-Klebverbindungen mit AW2101/HW2951 Freigabe-Untersuchungen mit Alterungstests im feucht-warmen Klima und im Salzsprühnebel erfolgreich bestanden. Weitere Kriterien für die Wahl von AW2101/HW2951 für diese Anwendung waren

– seine kurze Aushärtungszeit

– die Ablaufbeständigkeit der Klebstoffraupen sowie

– die Fähigkeit des Klebstoffes, Temperaturen bis 140 °C ohne Schaden zu widerstehen.

Zum Kleben der Heckblenden wird AW2101/HW2951 aus Doppelkammer-Kartuschen mit statischen Mischern auf eine Schale aufgetragen. An-schließend werden beide Teile in einem beheizten Werkzeug verklebt und die Schicht in 3 min. bei 80 °C soweit handlingsfest vorgehärtet, dass der Verbund genügend Festigkeit erreicht, um ohne Spannvorrichtungen weitere Produk-tionsschritte zu durchlaufen. Jährlich werden 8 000 dieser SMC-Nummernschild-Heckblenden mit diesem Klebstoff hergestellt.

Edelstahlseitenwände von Personenwaggons benötigen zur Versteifung größerer Flächen auf der Innenseite Verstärkungsprofile. Diese werden mit einem Araldite 2-komponentigen Epoxid-Klebstoff mit der Edelstahlverkleidung fest verbunden. Mit einem Doppelkammer-Kartuschen-System mit statischem Mischrohr wird der thixotrope Klebstoff in die etwa 2 mm breite Fuge injiziert. Design-Erwägungen führenim Schienenfahrzeugbau vermehrt zu abgerundeten Formen, so auch bei der Hochgeschwindigkeitslokomotive „Lok 2000“ mit einer Spitzengeschwindigkeit von 230 km/h, die seit langem in großer Stückzahl für die Schweizerische Bundesbahn produziert wird. Die Fahrerkabine wurde in diesem Fall aus einer GFK-Sandwich-Struktur hergestellt. Zur optimalen Ausnutzung der Eigenfestigkeit der vier GFK-Bauteile wurden diese mit einem 2-komponentigen Aral-dite-Epoxid-Klebstoff verklebt.

Im Transportwesen kommen mit Araldite geklebte Sandwich-Paneele beispielsweise für Wohnwagen, Container oder Kühlaufbauten zum Einsatz. Dabei müssen Kernmaterialien wie Kunststoffschäume, Mineralwolle oder Wabenplatten mit Decklagen beispielsweise aus Aluminium oder GFK dauerhaft verbunden werden. Eingesetzt werden hierfür nieder- bis mittelviskose Laminierklebstoffe. Eine zweite Anwendung ist das Kleben der Sandwich-Paneele zur fertigen Bauteilstruktur mit Araldite-Montageklebstoffen. Diese sind im Gegensatz zu den Laminierklebstoffen thixotrop und fugenfüllend, um selbst in daumendicken Raupen an senkrechten Flä-chen stehen zu bleiben. Neben Festigkeits- und Haftungseigenschaften sind die Verarbeitungszeiten von Sandwich-Paneel-Kunststoffen ein entscheidendes Kriterium bei der Klebstoffauswahl. Abgestimmt auf die täglichen Stückzahlen sowie die Art der Produktion werden Araldite-Epoxid- und Polyurethan-Klebstoffe mit unterschiedlich langen offenen Zeiten und Härtungszeiten zum Erreichen einer Anfangsfestigkeit angeboten. Gerade beim Kleben von Sandwich-Paneelen, wo die aufgetragenen Klebstoffflächen zum Teil sehr lange der Atmosphäre ausgesetzt sind, bevor sie mit der Decklage geschlossen werden, können Polyurethan-Klebstoffe aufgrund ihrer Feuchtigkeitsempfindlichkeit an die Grenzen ihrer Anwendbarkeit stoßen. Haftungsfehler und aufschäumende Klebschichten können die Folge sein. Daher empfiehlt es sich in Fällen, wo lange Klebstoffverarbeitungszeiten erforderlich sind und starke Schwankungen der Luftfeuchtigkeit auftreten können, Araldite-Sandwich-Paneel-Klebstoffe auf Basis von Epoxiden zu verwenden.

Eine weitere sehr anspruchsvolle und sicherheitsrelevante Klebanwendung, die in nahezu jedem Fahrzeug anzutreffen ist, befindet sich in den Bremsklötzen und -backen. Hier werden die Reibbeläge auf den Metallkörper geklebt. Bremsen heißt Reibung und Reibung heißt Wärmeentwicklung. Kurzzeitig können Spitzentemperaturen bis zu 300 °C in der Klebschicht auftreten. Dennoch muss die Verbindung sicher ihre Funktion erfüllen. Darüber hinaus ist sie im Laufe eines Jahres oftmals einer feucht-nassen oder im Winter auch salzhaltigen Umgebung ausgesetzt.

Speziell für diesen Zweck entwickelte Phenol-basierte Aral-dite-Bremsenklebstoffe erfüllen diese hohen Anforderungen.

Ausführliche Informationen

Araldite Methacrylat Klebstoffe

KEM 687

Araldite Klebstoffe für SMC

KEM 688

Araldite Klebstoffe für Composite Werkstoffe

KEM 689

Araldite-Montage-klebstoffe

KEM 690

Laminierklebstoffe

KEM 691

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