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Hybride Klebverbindung

Neuartige robuste und kostengünstige Verbindungstechnik zum Verkleben von Konstruktionsbauteilen.

Verbindungen im Metallbau werden in der Regel durch Schweißen, Schrauben und Nieten hergestellt. Beispielsweise werden im Hoch-, Infrastruktur- und Brückenbau metallische Konstruktionselemente, wie offene Walzprofile, Hohlprofile und Vollquerschnitte, zusammengefügt. Die gängigen Fügeverfahren bringen jedoch Nachteile mit sich: Bei Schraub- und Nietverbindungen wird der Bauteilquerschnitt durch Bohrungen geschwächt. Der lokale Energieeintrag beim Schweißen wirkt sich ungünstig auf Formhaltigkeit, Stabilität und Ermüdungsfestigkeit aus.

Mit dem Fügeverfahren Kleben können Bauteile ohne diese Nachteile verbunden werden. Sind wie im Bauwesen aufgrund unvermeidlicher Maßtoleranzen der Bauteile jedoch Klebspaltdicken zwischen den zu verklebenden Bauteilen im Millimeter- bis Zentimeterbereich erforderlich, ist die übliche Klebung ungeeignet. Hohe Materialkosten für Klebstoff sowie Umwelteinflüsse und Arbeitsbedingungen auf der Baustelle verhindern die Anwendbarkeit der Klebtechnik. Am KIT Stahl- und Leichtbau – Versuchsanstalt für Stahl, Holz und Steine haben Wissenschaftler nun eine hybride Klebverbindung für Steck- und Überlappverbindungen entwickelt, die die bisherigen Schwachpunkte der Klebung im Bauwesen beseitigt. Durch Kombination von anorganischen mit organischen Klebschichten wird die neuartige Klebung deutlich kostengünstiger und weist gleichzeitig eine sehr hohe Beanspruchbarkeit auf.

Die neue Klebtechnik besteht aus mehreren Schichten: organische Klebschicht, anorganisches Granulat und mineralischer Füllstoff. Dünnschichten aus chemisch aushärtenden Strukturklebstoffen sorgen für die Haftung auf der Fügeteiloberfläche. Dabei versiegelt der Klebstoff gleichzeitig die metallische Oberfläche und wirkt korrosionsschützend. Der Verbund zwischen Klebschicht und Füllstoff wird über spezielles, eingestreutes Granulat erzielt. Diese Fertigungsschritte können unter kontrollierten Bedingungen vorab in einem Herstellwerk erfolgen. Zuletzt wird die eigentliche Verklebung mit dem Baustoff Vergussmörtel als Füllstoff auf der Montagebaustelle erzeugt.

An der Versuchsanstalt des KIT wurde die hohe Leistungsfähigkeit dieser hybriden Verbindungstechnik in umfangreichen Untersuchungen belegt. Das KIT sucht Kooperationspartner zur Anwendung der neuen Klebtechnik sowie zum Piloteinsatz.

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Ihr Ansprechpartner für dieses Angebot

Frauke Helms, Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
Innovationsmanagerin, Innovations- und Relationsmanagement (IRM)
Telefon: +49 721 608-25335

E-Mail: frauke.helms@kit.edu

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