Klebstoff-Suchassistent

Hochfeste, teilelastische Klebverbindungen bei Baustellenfahrzeugen.

Die Aufgabe: Klebung Metall mit faserverstärktem Kunststoff (GFK)

Bei einer Sonderserie von Fahrzeugen für den Tunnelbau wurden spezielle Geräteaufbauten für LKWs verschiedener Fahrzeughersteller bis 7,5 t Gesamtgewicht hergestellt. Konstruktionsbedingt wurden diese Aufbauten aus sehr unterschiedlichen Materialien, wie Metallen, faserverstärkten Kunststoffen (GFK), duroplastischen Leichtbauplatten und Dämpfungselementen aus Gummi gefertigt.

Warum kleben

Klebstoffe helfen Gewicht zu sparen, bzw. um kraftschlüssige Verbindungen zu erzielen. Aus diesem Grund wurden traditionelle Verbindungsarten wie Schrauben, Nieten und Schweißen reduziert eingesetzt und mit der Verbindungstechnik Kleben kombiniert, um einen flächigen spannungsfreien Sandwichverbund zu erhalten. 

Die verwendeten Materialien

Bei den Metallen kamen Vierkantrohre 50 x 50 mm aus Stahl und blanke Aluminiumbleche zum Einsatz. Da diese Materialien in Kombinationen miteinander verbunden werden mussten, ermöglicht hier nur ein Kleber eine wirksame, dauerhafte Verbindung. Zudem forderte der Konstrukteur eine schlagzähe und Schwingungen aufnehmende Klebverbindung der Vierkantrohrrahmen mit den Stahlblechen und den Aluminiumplatten. Dadurch wird die dynamisch auftretende Belastung reduziert bzw. absorbiert. Teilweise wurden zusätzliche Leichtbauelemente aus Glasfaser verstärkten Kunststoffen (GFK) verarbeitet. An einigen Stellen dieser Konstruktionen mussten Dämpfungselemente und Matten aus Gummi geklebt werden.

Die Fertigung dieser speziellen LKW-Sonderaufbauten erfolgte in den Betriebswerkstätten einer Maschinen- und Gerätebaufirma. Dieses Unternehmen hat sich auf das Equipment für Tunnelbau spezialisiert.

Die klebtechnische Ausführung: 2-Komponenten Klebstoff auf Basis Epoxidharz

Klebtechnisch wurde diese Herausforderung mit dem pastösen, schlagzäh und schwundarm aushärtenden Zweikomponentenkleber technicoll® 8266/8267 auf Epoxid-Basis gelöst. Dieses Epoxidharz verfügt über eine lange Verarbeitungszeit von ca. 70 Minuten und kann gut in unterschiedlich großen Portionen per Hand dosiert und vermischt werden. Eine automatisierte Applikation mit 2-Komponenten Misch-/Dosieranlagen ist mit diesem Reaktionsklebstoff ebenso möglich. Die pastöse Einstellung der Klebstoffrezeptur (Viskosität) füllt größere Fügespalten / Unebenheiten und fliest auch an senkrechten Flächen nicht weg. Die hervorragenden Klebeeigenschaften zu blanken Metallen, GFK und Gummi erlaubte es, mit nur einem Klebstoff die verschiedenen Materialien zu kleben.

Wegen der handwerklichen Fertigung und der unterschiedlich großen Klebeflächen, hat man bewusst auf einen Kleber aus Doppelkammerkartuschen, auch Side-by-Side-Kartuschen genannt, mit Verarbeitung durch statische Mischrohre und Auspresspistole verzichtet. Die metallischen Klebflächen wurden mit dem sehr effektiven lösemittelhaltigen Reinigungsmittel für Metalle und unempfindliche Werkstoffe technicoll® 9901 gesäubert. Dieser Reiniger in Spraydosen überzeugt durch seine reinigungsaktiven Inhaltsstoffe die anhaftenden Rückstände, wie Fette und Öle zu lösen und zu entfernen. Gereinigt wurden die Vierkantrohre mit Einweg-Zelltüchern im Einmalverfahren, wipe-on wipe-off bzw. wisch und weg. Die Reinigung und Vorbehandlung der blanken Aluminiumbleche wurden im Kombinationsverfahren durchgeführt. Erst erfolgte eine sorgfältige Entfettung mit technicoll® 9901 aus der Spraydose, danach ein Anschleifen mit einem Exzenterschleifer der Oberfläche mit einem feinem Schleifpapier in 180er Körnung. Der entstandene Schleifstaub wurde mittels Druckluft abgeblasen und dann nochmals mit dem Reinigungsmittel abschließend klebfertig gereinigt.

Besonderheiten des verwendeten Klebstoffes

Die beiden Klebstoffkomponenten wurden im Mischungsverhältnis 100:100 Volumenteile dosiert und manuell homogen vermengt. Der Klebstoffauftrag auf die 50 mm breite und unterschiedlich lange Fläche der Vierkantrohre erfolgte händisch mittels einer gezahnten Spachtel. Die ausreichend lange Topfzeit von ca. 60-70 Minuten bei 20 °C Raumtemperatur, erlaubt eine ausreichende Verarbeitungszeit. Nach der Aushärtezeit von etwa 12 Stunden, bei Raumtemperatur von +15 °C bis +25 °C in der Werkstatt wurde eine ausreichende Grundfestigkeit / Weiterverarbeitungsfestigkeit erzielt. Nach der Aushärtung konnten weitere Fertigungsschritte vollzogen werden. Die vollkommene Endfestigkeit und Durchhärtung wird nach 2-3 Tagen erreicht. Bei den Teilen aus GFK-UP (Polyester) konnte ebenfalls dieser Zweikomponentenkleber technicoll® 8266/8267 eingesetzt werden. Der ausgehärtete Klebstoff bildet eine hoch feste, schlagzähe Klebschicht, welche Stöße und Schwingungen beim Betrieb der Fahrzeuge kompensiert.

Das Ergebnis

Da diese Fahrzeugaufbauten in unterschiedlichen Variationen konstruiert wurden, schätzte man es sehr, mit diesem Zweikomponenten Klebstoff auf Epoxy-Basis, einen leistungsfähigen Kleber zur Hand zu haben.

 

 

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