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DER KONSTRUKTEUR 5/2018

DER KONSTRUKTEUR 5/2018

WERKSTOFF- &

WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK „DIE KLEBTECHNIK KANN DURCHAUS NEUE KONSTRUKTIVE ANSÄTZE ER- SCHLIESSEN“ www.DerKonstrukteur.de Dr. Michael Döppert, Chefredakteur 02 PRODUKTE UND ANWENDUNGEN www.DerKonstrukteur.de Die Klebtechnik hat sich als industrietaugliche Verbindungstechnik längst etabliert und erschließt sich ständig neue Anwendungen. Sie bietet ein großes Potenzial im Maschinenbau, gerade wenn es um Multimaterialverbunde und Leichtbau geht. Sie stellt aber auch Herausforderungen an Konstruktion und Fertigung. Das Wissen über Verbindungseigenschaften und Verarbeitungsanforderungen sowie über die Klebstoffentwicklung und -auswahl sind Voraussetzungen für die Nutzung dieses Potenziales bereits in einer klebgerechten Konstruktion. „AUCH DER MASCHI- NENBAU KOMMT OHNE KLEBEN KAUM NOCH AUS“ Dr. Karl Bitzer, Leiter Produktmanagement, Delo Industrie Klebstoffe, Windach Kleben, Schrumpfen, Verpressen und noch einiges mehr: Bei der Fertigung von Elektromotoren kommen zahlreiche Fügeverfahren zum Einsatz. Das Kleben überzeugt vor allem mit seiner Automatisierbarkeit, dem Ausgleich von Fertigungstoleranzen sowie der Möglichkeit, unterschiedlichste Materialien zu verbinden, auch unter Einfluss von hohen Temperaturen und verschiedenen Medien. 03 tallionen, ebenso wie die Ferritkerne einfacher Motoren. Mit Hilfe eines Aktivators, der aufgesprüht oder per Tauchbad aufgetragen wird, lässt sich die Haftung auf schwierigen Materialien signifikant verbessern. Zudem hat der Aktivator einen weiteren Vorteil: Er beschleunigt die Aushärtung ungemein. Typische Zeiten für eine Funktionsfestigkeit liegen bei 30 bis 60 s. In diesem Kontext ist vielen Anwendern noch unbekannt, dass es inzwischen auch lösungsmittelfreie Aktivatoren gibt, die eine einfachere Handhabung bezüglich des Arbeitsschutzes bieten. Sind noch kürzere Taktzeiten gefordert, kommen dualhärtende Urethanacrylate ins Spiel. Sie härten an der Kehlnaht unter UV- oder sichtbarem Licht innerhalb von weniger als 10 s aus, wodurch die Bauteile fixiert werden und sich direkt weiterverarbeiten lassen. Die volle Festigkeit erhält der Klebstoff dann wie gehabt unter Luftabschluss. Auch hier lässt sich ein Prozessschritt einsparen, indem kein mechanisches Fixieren der Bauteile erforderlich ist. KLEBSTOFFE ALS VERGUSSMASSEN Schließlich werden Klebstoffe bei Elektromotoren zum Schutz von z. B. Wicklungen als Vergussmassen eingesetzt. Dabei gibt es im Wesentlichen zwei Optionen. Für mittlere Anforderungen bieten sich dualhärtende Produkte an, die mit Licht fixiert werden und anschließend ihre volle Festigkeit über die vorhandene Luftfeuchtigkeit oder mit Wärme erreichen. Sie sorgen für eine schnelle Weiterverarbeitbarkeit bei gleichzeitig sicherer Aushärtung in Schattenzonen. Sind die Anforderungen ausgesprochen hoch, etwa weil eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegenüber aggressiven Medien wie Getriebeöl oder eine hohe thermische Beständigkeit bei gleichzeitig geringer Wärmeausdehnung benötigt werden, sollte die Wahl auf Hochzuverlässigkeitsprodukte fallen. Diese sind als 1K- und 2K-Varianten für kleinere bzw. größere Volumina verfügbar und erreichen dank ihrer speziellen Zusammensetzung Wärmeausdehnungskoeffizienten von bis zu 11 ppm/K. FAZIT Angesichts der zunehmenden Material- und Oberflächenvielfalt wird Kleben zunehmend attraktiver, zumal es auch unter Kostenpunkten äußerst wettbewerbsfähig ist. Dabei gibt es für jede Größe und Anwendung eine Vielzahl möglicher Produkte. Um die Anzahl der zu testenden Produkte im Rahmen zu halten, empfiehlt sich eine Betrachtung der unterschiedlichen Produktgruppen. Bilder: Delo www.delo.de 02 Verklebung von Magneten im Gehäuse, auf dem Rotor sowie in Taschen (v. l. n. r.) 03 Wicklungen werden bei E-Motoren häufig mit Vergussmassen geschützt 14 DER KONSTRUKTEUR 5/2018

WERKSTOFF- & VERBINDUNGSTECHNIK DIREKTVERSCHRAUBUNGEN FÜR DEN LEICHTBAU Die Remform-Schraube von Arnold Umformtechnik ist eine Verbindungslösung, die dem Leichtbaugedanken Rechnung trägt. Mit ihr können außerdem auch Montagezeiten verkürzt und Montagerisiken minimiert werden. Im Gegensatz zur üblichen Kunststoffverschraubung ist der Verarbeitungsprozess in der Kunststoffdirektverschraubung mit dieser Schraube deutlich schlanker. Das Bauteil kann direkt mit optimal ausgelegten Kernlöchern gespritzt werden und unmittelbar im Anschluss mittels Kunststoffschraube montiert werden. Durch ihr asymmetrisches Gewindeprofil gewährt die Schraube Sicherheit in der Verbindung der Kunststoffdirektverschraubung. Sie hat einen optimierten Gewindekern, der neben der Schwingfestigkeit auch das Bruchdrehmoment der Schraube erhöht. Dies führt zu einer stabileren Verbindung der Fügepartner und ermöglicht auch bei hochfesten Kunststoffen ein höheres Montagedrehmoment, ohne das Risiko eines Schraubenbruchs zuzulassen. www.arnold-fastening.com EXTREM EMISSIONSARMER WERKSTOFF FÜR ZAHNRÄDER Ein besonders emissionsarmes, hochviskoses Polyacetal für Zahnradanwendungen bietet Dupont mit Delrin 100CPE NC010 an. Es ist eine Weiterentwicklung von Delrin 100, das z. B. für Antriebe von Fensterhebern, Lenkgetrieben, Sicherheits-Rückhaltesystemen oder Scheibenwischern verwendet wird. Das neue Material ist genauso temperatur- und kriechbeständig, bei ihm liegt aber die Formaldehyd-Emission unter 2 ppm, gemessen nach VDA 275. Damit lassen sich die Anforderungen von strengsten, auch zukünftigen Industrienormen erfüllen. Im Spritzguss ermöglicht es eine unterbrechungsfreie Herstellung von mehreren Tausend Teilen. Bei der Verarbeitung hinterlässt es Werkzeug-Oberflächen mit signifikant verringerten Ablagerungen, was die Kosten senkt. Der während der Verarbeitung auftretende Geruch von Formaldehyd ist ebenfalls deutlich reduziert. Damit ist es auch für Nicht- Automobilbranchen interessant, z. B. für die Möbel- und die Haushaltsgeräteindustrie. www.dupont.com VERKLEBEN OHNE FIXIERVORRICHTUNG Strukturelle Verklebungen ohne Fixiervorrichtung sind mit dem lichtfixierbaren Klebstoff Dualbond SJ2718 von Delo möglich. Für strukturelle Klebungen bei größeren mechanischen Belastungen und erhöhten Temperaturen werden oft Epoxidharzklebstoffe eingesetzt. Diese sind bislang nur rein warmhärtend verfügbar. So müssen Fixiervorrichtungen zum Einsatz kommen, die die Bauteile in Produktionsstraßen und während der Ofenhärtung in Position halten. Mit der zweistufigen Licht- und Warmhärtung des neuen Klebstoffs lässt sich dieser Prozess vereinfachen. Er wird zunächst in 1 bis 5 s vorfixiert. Mit der anschließenden Warmhärtung, die üblicherweise 20 min bei 130 °C beträgt, erreicht das Epoxidharz seine volle Festigkeit. Dies kann aber auch mit verlängerter Aushärtezeit bei 90 °C erfolgen oder in wenigen Minuten durch eine induktive Erwärmung der Bauteile. Die Endfestigkeit liegt für Aluminium bei 60 MPa, für den Hochleistungskunststoff PA6 bei 30 MPa. www.delo.de COG SETZT ZEICHEN: Brillante Ringe für alle Herausforderungen. Präzisions-O-Ringe für unterschiedlichste Industriebereiche und höchste Ansprüche. 11. –15. Juni 2018 ·Frankfurt am Main Besuchen Sie uns in: Halle 9.0, Stand B4 www.COG.de

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