logo konstruktionsatlas.de
#


Festigkeitsverhalten einer Klebverbindung

Blechverbindung

Werden zwei dünne Bleche überlappend verklebt, ist die Kraftverteilung über die Länge der Klebverbindung zu betrachten. Die Bleche längen sich durch die Krafteinwirkung. Dort, wo die Überlappung, bzw. die Klebverbindung beginnt, wird ein Teil der Zugkraft durch die Klebverbindung auf das andere Blech übertragen. Jetzt wirkt auf das Ende nur noch ein Teil der Gesamtzugkraft.
        Weil an dieser Stelle auf dem krafteinleitenden Blech eine wesentlich größere Kraft wirkt als auf dem gegenüberliegenden Abschnitt entsteht durch die unterschiedliche Längung eine Spannung in der Klebfuge, da sie die Längendifferenz ausgleichen muss. Die Schubspannung ist, über die Länge betrachtet, an den Enden der Klebverbindung am größten.
Schubspannung bei einer überlappenden Klebverbindung
Spannungsverlauf in der Blechverbindung

Die maximale Größe der Spannung hängt von den Eigenschaften des Klebstoffes ab diese Längenunterschiede auszugleichen. Bei einem spröden Klebstoff ist die Spannung an den Krafteinleitenden Enden sehr groß, da die Klebfläche einen großen Anteil Zugkraft aufnimmt. Bei einem elastischen Klebstoff, kleines Schubmodul, wird die Kraft "weicher" übertragen.

Klebverbindung bei verschiedenen Schubmodulen
Spannungsverlauf Kleber mit unterschiedlichem Schubmodul

Es kann sein, dass an den Enden der Klebfläche die maximal zulässige Schubspannung bereits überschritten wurde, während der Rest der Klebverbindung noch weit davon entfernt ist. Die Klebverbindung fängt an sich von den Seiten zu lösen. Nun wandert der überlastete Bereich weiter zur Mitte bis auch hier die Verbindung reißt bis schließlich die komplette Klebverbindung die Haltbarkeit verliert.
Wenn man die Klebverbindung nach der Formel
Formel für Schubspannung
nachrechnet wäre herausgekommen, dass die vorhandene Schubspannung kleiner als die zulässige Spannung ist und die Klebverbindung hätte halten müssen.

Mögliche Lösungen für das Problem sind entweder ein in sich elastischer Klebstoff mit einem geeigneten Schubmodul oder die Anfasung der Blechenden die eine sanftere Krafteinleitung ermöglichen. Duktile Klebstoffe sind am geeignetsten für das Verkleben von dünnen Blechen und haben ein Schubmodul zwischen 300 und 600 MPa.
.Überlappende Klebverbindung mit anfefasten Blechen

Welle Nabe Verbindung

Bei einer Welle-Nabe Verbindung die auf Torsion beansprucht wird, besteht ebenfalls das Problem der Spannungsspitzen im Übergangsbereich wie oben bei der Blechverbindung beschrieben. Eine auf Torsion beanspruchte Welle unterliegt immer einer Verdrehung. Die Nabe ist meist sehr steif ausgelegt, so dass auch hier ein unterschiedlicher Verdrehwinkel zwischen Welle und Nabe durch den Klebstoff ausgeglichen werden muß.

Welle Nabe Klebverbindung mit zylindrischer Nabe                         Welle Nabe Klebverbindung mit konische Nabe
Durch eine konische Gestaltung der Nabe wird der Übergangsbereich am Anfang der Nabe weicher, da auch sie hier einer größeren Torsion unterliegt. Die Nabe muss sich auf der krafteinleitende Seite der Welle befinden.

Letzte Änderung: 17.03.2011
Besucher 2016: