Anaerobe Klebstoffe sorgen für Spannungsausgleich bei Metallen Grenzen überbrücken - KEM

Anaerobe Klebstoffe sorgen für Spannungsausgleich bei Metallen

Grenzen überbrücken

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Bei der Auswahl von Klebstoffen im Maschinenbau sind verschiedene Faktoren zu berücksich- tigen: Während sich etwa Epoxidharze eher zur Spaltüberbrückung eignen und größere Fertigungstoleranzen ausgleichen können, bieten neue anaerobe Klebstoffe den Vorteil einer schnellen Lichtfixierung. Zudem entfällt die Anschaffung eines Ofens sowie von Fixierhilfen.

Nicht alle Metalle, beispielsweise Edelstahl, Aluminium, dünne Bleche oder Mischverbindungen sind ohne größeren Aufwand für das Schweißen geeignet. Zusätzlich verhindern moderne Oberflächenbeschichtungen vielfach den Einsatz von hohen Temperaturen.

Epoxidharze für Spaltüberbrückungen
Umfangreiche Grundsatzuntersuchungen bei Delo haben gezeigt, dass ein- oder zweikomponentige (1K/2K) Epoxidharze auch bei schwierigen Oberflächen sehr gute Festigkeiten und Beständigkeiten erreichen. Ihr Einsatzspektrum ist sehr breit und reicht von der Elektronik über Maschinen- und Anlagenbau bis hin zu anspruchvollsten Anwendungen im Motorraum.
Die 2K-Klebstoffe „Duopox“ härten bei Raumtemperatur aus und erzielen hochfeste, beständige Verbindungen. Bei VDA-Klimazyklus-Tests hat sich gezeigt, dass sie selbst nach vierwöchigen Tests mit Temperaturwechseln von -20° bis +100 °C nahezu die gleiche Druckscherfestigkeit aufwiesen wie zu Beginn. Mit den Produkten werden beispielsweise Aluminium-Profile verklebt und abgedichtet. Durch die Verklebung von einfach herzustellenden L-förmigen Standardprofilen können Rohre mit variablem Durchmesser in beliebigen Stückzahlen produziert werden. Die Verarbeitung aus „Automix“-Kartuschen ermöglicht eine einfache, quasi einkomponentige Verarbeitung an manuellen Arbeitsplätzen. Die Klebverbindung erzielt hohe Festigkeiten und ist sehr chemikalienbeständig.
1K-Epoxidharze, die durch Wärme aushärten, werden vor allem bei temperaturbeständigen Bauteilen eingesetzt, die im Einsatzfall sehr hohen thermischen Anforderungen gerecht werden sowie eine sehr gute chemische Beständigkeit aufweisen müssen. Aufgrund des Aushärtens auch in hohen Schichtdicken sind sie für spaltüberbrückende Einsätze geeignet und lassen so größere Bauteiltoleranzen zu. Zugute kommen den „Monopox“-Klebstoffen ihre minimale Medienaufnahme (0,1 Gew.-% H2O) sowie die sehr hohe Temperaturbeständigkeit.
Eine Anwendung, in der einkomponentige Epoxidharze zum Einsatz kommen, ist beispielsweise die Gehäuseverklebung einer Getriebesteuerung. Hier wird der Gehäuserahmen aus PBT mit dem PBT-Gehäusedeckel mit Monopox 6093 gefügt. Der Klebstoffauftrag erfolgt teilautomatisiert aus Eurokartuschen. In einer Vorrichtung werden immer sechs Gehäuse nacheinander verklebt. Die Vorrichtung wird von Hand bestückt und nach der Dosierung erfolgt das Fügen der Bauteile mit definiertem Druck. Die Aushärtung erfolgt im vorgeheizten Ofen bei +130 °C für 90 min. Wichtige Voraussetzung: Der Klebstoff muss gegenüber Getriebeöl und hohen Temperaturen abdichten.
Anaerobe Klebstoffe für Metallabdichtungen
In vielen Anwendungen erlauben die Bauteile allerdings keine Ofenhärtung. Die neue Generation der dualhärtenden ML-Klebstoffe von Delo schließt hier die Lücke. Sie kann gerade bei diesen Bauteilen eingesetzt werden, da sie anaerob bei Raumtemperatur und/oder durch die Bestrahlung mit Licht im geeigneten Wellenlängenbereich aushärten. Mithilfe von Licht kann der aus dem Fügespalt ausgetretene Klebstoff innerhalb weniger Sekunden aushärten. Somit wird eine umgehende Handfestigkeit und Weiterverarbeitbarkeit der Teile erreicht. Anders als bei gängigen dualhärtenden Klebstoffen mit kombinierter Licht-/Wärmehärtung erfolgt die Klebstoffaushärtung in Schattenzonen anaerob mit Metallkontakt – ohne Warmhärtungsschritt. Damit werden die Bauteile einerseits keinen hohen Temperaturen ausgesetzt und man spart sich einen oft aufwändigen und kostenintensiven Prozessschritt.
Zu den möglichen Anwendungsfeldern gehören Schraubensicherungen, das Verkleben von koaxialen Bauteilen auf Wellen bis hin zu Ferrit- und Magnetverklebungen. Die Klebstoffe zeichnen sich durch hohe Festigkeiten, gute Temperaturbeständigkeiten und eine sehr gute chemische Beständigkeit aus.
Ein Beispiel: Die anaerob härtenden Klebstoffe kommen bei dem Abdichten von Anschlüssen in einem Heizkreisverteiler zum Einsatz. Die Verteiler werden von der Lindner Armaturen GmbH hergestellt und zur Anbindung von Heizkreisen für Fußbodenheizungen genutzt. Die Fügeteile bestehen aus Messing beziehungsweise Kupfer. Dabei wird der Klebstoff aus dem Originalgebinde auf das Gewinde aufgetragen und der Anschluss aufgeschraubt, anschließend härtet der Klebstoff bei Raumtemperatur aus. Die Klebung dient als Schraubensicherung und Abdichtung gegen das bis zu 60 °C warme Wasser.
Getestet wurde die chemische Beständigkeit von Welle-Nabe-Verbindungen nach 1000 h Einlagerung des dualhärtenden Klebstoffs ML AD 135. In den Tests hat sich gezeigt, dass dieser höhere Festigkeitswerte und bessere chemische Beständigkeit als marktübliche Produkte aufweist.
Auch im Elektromotorenbereich kommen die anaeroben Klebstoffe zum Einsatz: Der Anspruch an effizientere Motoren hat neben höheren Temperaturen auch die Verwendung leichterer Werkstoffe zur Folge. Höhere Temperaturunterschiede führen gleichzeitig zu höheren Anforderungen an den Spannungsausgleich der Fügeverbindung, etwa wenn mit leichteren Materialien wie Aluminium durch Metallmischverklebungen auch unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten auftreten. Die flexibilisierten ML-Klebstoffe mit Reißdehnungen zwischen 30 und 130 % können einen Beitrag zur Effizienzsteigerung von Elektromotoren leisten: So können im Statorbereich Stahlblechpakte mit Aluminiumgehäusen gewichtssparend und spannungsausgleichend miteinander verklebt werden. Ein weiterer Anwendungsbereich ist das Verkleben von Magneten, wo neben Spannungsausgleich durch die unterschiedlichen Werkstoffe auch hohe Anforderungen im Bezug auf Schlagzähigkeit bestehen.
Wo herkömmliche anaerob härtende Systeme bei größeren Magneten versagen, bestehen die neuen flexiblen ML-Produkte die Schlagtests und bieten eine gute Alternative zu warmhärtenden Epoxidharzklebstoffen. So bieten sie den Vorteil einer Aushärtung bei Raumtemperatur. Anschaffungskosten von Öfen und laufende Betriebskosten werden gespart und Klebverbindungen bei temperatursensitiven Baugruppen realisiert. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit der schnellen Fixierung mittels Licht. Selbst undurchstrahlbare Bauteile können mittels geeigneter UV-Lampen in wenigen Sekunden fixiert werden, wenn überschüssiger Klebstoff, beispielsweise an der Oberseite des Magneten in Form einer Kehlnaht hervorquillt und einer Lichtquelle zugänglich ist. Dadurch kann eine umgehende Handfestigkeit und Weiterverarbeitbarkeit im Produktionsprozess erreicht werden und man spart sich Fixierhilfen zur Vermeidung von Dejustagen, die aufwändig nach der Aushärtung des Klebstoffes entfernt werden müssen. Eine optimale Lichthärtung kann aufgrund des speziell auf die Klebstoffe abgestimmten Emissionsspektrums beispielsweise mit den LED-Aushärtungslampen „Delolux“ 80/ 365 oder 400, Delolux 50/365 und Delolux 20/400 erfolgen.
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