Klebeverbindung

Das Kleben wird heutzutage zunehmend in allen Bereichen der Technik als anerkanntes Fügeverfahren eingesetzt. Besonders im Automobil- und Flugzeugbau wird diese Fügetechnik eingesetzt, weil dadurch eine erheblich Gewichtsminderung erreicht wird. Weltweit werden ca. 250.000 verschiedene Klebstoffe verwendet. Deswegen muss ein Klebstoff besonders genau für seine konkrete Aufgabe ausgewählt werden.

Auf der Baustelle bzw. im Handwerk gibt es für die verschiedenen Anwendungsgebiete die passenden Kleber. Die Klebemittel gibt es für Einsatzbereiche von -55 °C (Kälteinstallationen) bis zu einer Hitzebeständigkeit von bis zu 1.500 °C (Verkleben von Schamotten, Keramiken oder Metallen).

• Installationstechnik
• Befestigungstechnik
• Brandschutz
• Dach- und Dichtungssystem
• Abdichtungen und Bautenschutz
• Fenster- und Fassadenabdichtung
• Fußbodentechnik
• Fliesenverlegung
• Holzverarbeitung
• Malerwerkstoffe

Mit Klebeverbindungen können bei fachgerechter Ausführung nahezu alle Werkstoffe in allen möglichen Kombinationen langzeitbeständig miteinander verbunden werden. Die DIN EN 923 definiert ein Klebstoff als ein Nichtmetall und ein Bindemittel, das über Adhäsion und Kohäsion wirkt. Die Verbindungen sind im Gegensatz zum Schweißen oder Löten wärmearm und eine Schwächung der Fügeteile wie beim Nieten oder Schrauben findet nicht statt.

Der Einsatz von Klebstoffen ist z. B. von der Oberflächenenergie der zu verbindenden Werkstoffe, der spezifischen  Einsatzbedingungen und der auf die Klebung einwirkenden Kräfte abhängig. Es können gleichartige und unterschiedliche Werkstoffe verbunden werden. Aber nicht alle Klebstoffe eignen sich für jedes Material.

Auf Werkstoffen mit hoher Oberflächenenergie (z. B.  Stahl, Glas und Keramik) wird eine gute Klebkraft erzielt. Verbindungen auf einigen niederenergetischen Kunststoffen (z. B. Polyolefinen [PE und PP], PTFE, silikonhaltige Materialien) sind genauso kritisch wie konstruktive Klebverbindungen (Art der Verbindung und deren Größe). In der Praxis wird die überlappende Scherverbindung bevorzugt. Bei Scher- und Zugkräften erfolgt die Kraftverteilung gleichmäßig über die gesamte Fläche.

Da Klebverbindungen "unlösbare" Verbindungen sind, muss dies bei dem Einsatz beachtet werden. Hier liegt auch der Grund, dass z, B. das komplette Austauschen von Regelungsplatinen in den Geräten der Haustechnik notwendig wird, weil die Bauteile auf den Platinen geklebt werden und dadurch nicht ausgetauscht werden können.

Die Klebtechnik möglicht es, nicht nur eine stoffschlüssige Verbindung herzustellen, sondern in die Verbindung können auch zusätzlich andere Eigenschaften integriert werden, z. B.

• Korrosionsschutz
•  Isolation
•  Schwingungsdämpfung
•  Abdichtung gegen Gase und Flüssigkeiten
•  Ausgleich unterschiedlicher Fügeteildynamiken

Das Haften gleicher oder verschiedenartiger Stoffe aneinander basiert auf der Adhäsion. Um dem Klebstoff eine ausreichende Adhäsion zu den zu verbindenden Teilen zu beschaffen, ist es notwendig, dass die Klebstoffe sehr nah an die Oberfläche der Teile gelangen. Die Wechselwirkungskräfte, die für das Kleben zuständig sind (z. B. Van-der-Waals-Kräfte (Dispersionswechselwirkungskräfte). Wasserstoffbrückenbindungen oder Kovalente-Bindungskräfte wirken nur im atomaren Abstand von einigen Angström (100 Picometer [pm] oder 0,1 Nanometer [nm]).
Die chemische Zusammensetzung, besonders die des Polymers, und durch die Wechselwirkung der einzelnen Bausteine untereinander wird durch die Kohäsion (innere Festigkeit eines Werkstoffes) bestimmt. Vernetzte Systeme zeigen eine deutlich höhere Kohäsion als unvernetzte. Die Vernetzung kann chemisch oder physikalisch erfolgen.

In der Klebetechnik gibt es verschiedene Klebstoffe.

•  Physikalisch abbindende Klebstoffe
•  Lösungsmittelbasierende Klebstoffe
•  Wasserbasierende Klebstoffe
•  Schmelzklebstoffe
•  Haftklebstoffe
•  Chemisch härtende Klebstoffe

In der Haustechnik können Trink-, Regen-, Schwimmbad- und Abwasserleitungen aus Kunststoff auch geklebt werden. Hierbei werden die Kunststoffe fest miteinander verbunden, wenn die Klebestellen richtig vorbehandelt und der geeignete Kleber verwendet wird.

Bei diesen Quellschweißungen werden die Oberflächen der zu verbindenden Teile mit einem Lösemittel angelöst und sofort danach zusammengefügt. Die Klebenaht nimmt die Festigkeit des Grundwerkstoffes an. Oft wird diese Verbindung auch "Kaltschweißen" genannt (Diffusionskleben mit lösemittelhaltigen Nassklebstoffen bei thermoplastischen Kunststoffen).

Dabei ist die einwandfreie Haftung des Klebstoffes an den Fügeflächen (Adhäsion) und die Eigenfestigkeit des Klebstoffes (Kohäsion) wichtig. Deswegen ist eine sorgfältige Vorbereitung der Fügeflächen und die Auswahl des geeigneten Klebstoffes besonders zu beachten.

Die Klebstoffe sind neben der DIN 16970 und auch zusätzlich das DVGW-Arbeitsblatt W 320 für die Trinkwasserinstallationen einzuhalten. Sie werden von den Herstellern gebrauchsfertig geliefert und sind vor Gebrauch gut umzurühren. Nachträgliches Verdünnen, Verdicken oder Einfärben von Klebstoffen ist nicht zulässig.

Das System ist seit dem 01.06.2012 nicht mehr erhältlich. Die FRIATEC AG hat einen Ersatzteilservice eingerichtet, damit SHK-Handwerksbetriebe bestehende Installationen reparieren oder erweitern können.

Beispiel-Verklebungen

Elektroindustrie
Rahmen
Gehäuse
Elektronik Bauteile
Leiterplatten
Sensoren
Stecker u. Relais
Elektrisch- und thermisch leitende Verbindungen
Touchscreens
Displays
LED-Lichtsysteme
Rahmenverklebung
Glasdioden

Schaltschrankbau
Bodenplatten
Versteifungsprofile
Frontblenden
Rahmenkonstruktionen
Sichtscheiben
Dichtungsprofile
Baugruppenprofile

Allgemeine Metallarbeiten
Metallprofile
Rahmenkostruktionen
Halterungen
Versteifungsbleche
Abdichten von Fugen
Bauteile vor der Pulverbeschichtung

Architektur/Innenausbau
Versteifungsprofile
Verbundplatten
Rahmenkonstruktionen
Lochbleche mit I-Träger
Trennwände
Kühldecken
Kabelkanäle

Maschinenbau
Frontblenden
Vekleidungen
Embleme
Typenschilder
Sichtscheiben
Anbauteile
Schraubensicherung
Welle-Narbe Verbindungen
Dichtung von Innenelementen
Glas und PMMA Verbindungen
Versteifungsprofile

Haushaltsgeräte
Blenden
Glasfronten
LED-Lichtsysteme
Drehschalter
Stecker und Relais
Hitzereflektoren

Fahrzeugbau
Karosserieanbauteile
Diamantplatten
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Profile
Dachhimmel Konstruktion
Dachrahmen Konstruktion
Bodenbeläge
Materialübergänge

Schiffsbau
Frontscheiben
Seitenscheiben
Übergänge Abdichten
Deckenkostruktionen
Zierleisten
Bodenbeläge
Deko- und Designelemente
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Kabelkanalabdeckungen
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Leitungen
GFK Fromteile

Sonderfahrzeugbau
Panele
Anbauteile
Spoiler
Zierleisten
Embleme
Einstiegsleisten
Spiegel
Bodenbeläge und Bodengruppen
Verkleidungen
Verankerungen
Dach- und Seitenbeplankungen
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Schienenfahrzeugbau
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Zierleisten
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Panelen
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Faserverbundwerkstoffen
Sitzverankerung
Front/Nase
Waben- und Sandwichkonstruktionen
Bodenbeläge und Bodengruppen
Verankerungen
Deko- und Designelemente
Isolierung

Leuchtwerbung und Schildermarkt
Rahmen
Leuchtmittel
Schriftzügen
Acrylplatten
Versteifungsprofile
Bleche auf Rahmen
Abdichtung der Gehäuse
Kabelbäume
Quelle: 3M Deutschland GmbH