DE1253957B

DE1253957B - Miteinander verklebte, ueberlappte oder ueberlaschte Metallteile

Info

Publication number: DE1253957B
Application number: DE1962M0053887
Authority: DE
Inventors: Dipl-Ing Klaus Ulmer
Original assignee: MATTING ALEXANDER DR ING HABIL
Current assignee: MATTING ALEXANDER DR ING HABIL
Priority date: 1962-08-14
Filing date: 1962-08-14
Publication date: 1967-11-09

Description

Miteinander verklebte, überlappte oder überlaschte Metallteile Die Erfindung bezieht sich auf miteinander verklebte, überlappte oder überlaschte Metallteile, insbesondere Metallbleche, bei denen die Festigkeits-und Verformungseigenschaften der Klebschicht örtlich Unterschiede aufweisen.
Metallkleber sind Stoffe, deren Zug- und Scherfestigkeit nur etwa 1/1o der Festigkeit von Metallen beträgt. Werden solche Kleber zum Verbinden von Metallen verwendet, so muß dafür gesorgt werden, daß die Zug- und Scherfestigkeit der Klebverbindung in etwa die des Metalls erreicht. Um das zu ermöglichen, müssen große Klebflächen geschaffen werden. Überlappte oder überlaschte Klebverbindungen erfüllen diese Forderung. Die örtlich unterschiedlichen Dehnungen der Metallteile bewirken aber eine etwa hyperbolische Schubspannungsverteilung über der überlappungslänge. Die hohen Spannungsspitzen an den Überlappungs- bzw. Überlaschungsenden verursachen vorzeitig einen Bruch der Klebverbindung, sobald die Spannungsspitzen die Scherbruchspannung des Klebers erreicht haben. Der Kleber im Mittelbereich der überlappung bzw. Überlaschung wird bei den bekannten Metallklebverbindungen nur geringfügig zum Tragen herangezogen. Der Wirkungsgrad bzw. die Ausnutzung der Klebschicht ist verhältnismäßig gering, da praktisch nur die Randteile der Klebverbindung an der übertragung der Kräfte nennenswert beteiligt sind.
Diese Nachteile sind nach der Erfindung dadurch behoben, daß die Unterschiede in Richtung der Klebschicht vorhanden sind, wobei sich der Teil des Klebers oder die Kleber mit den größeren Festigkeits- und kleineren Verformungseigenschaften im Mittelbereich der überlappung bzw. der überlaschung und der Teil des Klebers oder die Kleber mit den kleineren Festigkeits- und den größeren Verformungseigenschaften an den Rändern der Überlappung bzw. der überlaschung befinden.
Infolge der dadurch erreichten geringeren Dehnungs- und Verformungsmöglichkeiten im mittleren Bereich der Klebschicht wird dieser mittlere Teil der Klebschicht verstärkt zur Kraftübertragung und damit zur Steigerung der Festigkeit der gesamten Klebverbindung herangezogen. Auf diese Weise kann die Festigkeit einer Klebverbindung um 20 bis 25% gegenüber bekannten Klebverbindungen gesteigert werden.
Vorzugsweise weisen der oder die Kleber im Mittelbereich der überlappung bzw. der Überlaschung einen größeren Schubmodul auf als die Kleber an den Rändern der überlappung bzw. der Überlaschung. Dabei ist es vorteilhaft, wenn in Richtung der Klebschicht gesehen die Breite der mittleren Klebschicht zu der Breite jeder einzelnen Schicht des an den Rändern liegenden Klebers sich etwa 1,5: 1 bis 10:1 verhält.
Bekannt ist es, beim Verbinden von Metallen miteinander mehrere Kleber übereinander anzuordnen. Damit kann aber die Festigkeitssteigerung der Klebschicht nicht erreicht werden.
In der Zeichnung ist eine Anwendung der erfindungsgemäßen Metallteile bei einem Blechpaar mit überlappten Enden als Beispiel dargestellt. Die beiden Metallbleche sind mit 1 und 2 bezeichnet. An den Enden der überlappung wird ein Kleber G., mit niedrigem Schubmodul und mit guten Fließeigenschaften verwendet. Dieser Kleber G2 ist in der Lage, durch Fließen die großen unterschiedlichen Dehnungen der miteinander zu verbindenden Metallbleche 1, 2 aufzunehmen, ohne daß hohe Spannungsspitzen aufgebaut werden. Der Kleber G1 im Mittelbereich der Klebverbindung hat größere Festigkeits-und kleinere Verformungseigenschaften als der Kleber G,. Er hat daher einen höheren Schubmodul als der Kleber G2. Auf diese Weise wird der Kleber G1 mit hohem Schubmodul im Mittelbereich der Klebverbindung mit zum Tragen herangezogen. Ein Optimum an Festigkeitsgewinn ergibt sich bei einem bestimmten Volumenverhältnis von Kleber G2 zu Kleber G1 sowie einer großen Differenz zwischen den Schubmodulen von G1 und G2, d. h., der Unterschied in den Festigkeits- und Verformungseigenschaften der beiden Kleber G1 und G2 ist so groß wie möglich. In Richtung der Klebschicht gemessen, verhält sich die Breite der mittleren Klebschicht zu der Breite jeder einzelnen Randschicht des außenliegenden Klebers G2 wie etwa 1,5: 1 bis 10: 1.
Beide Kleber G1 und G2 werden gleichzeitig ausgehärtet.
Die Schubspannung über der Überlappung ist auf diese Weise gleichmäßiger verteilt, als es bei den bekannten Metallklebverbindungen der Fall ist. Besonders günstig ist es, wann nur ein Kleber angewendet wird, der einen von der Mitte zu den Rändern hin kontinuierlich abnehmenden Schubmodul aufweist. Diese Eigenschaften lassen sich bei einem Klebstoff-Film durch unterschiedliche Zusammensetzung verhältnismäßig leicht verwirklichen. Eine andere Möglichkeit der Verwirklichung besteht in einer gesteuerten Wärmeführung beim Aushärten der Kleber, indem in der Überlappungs- bzw. Überlaschungsmitte und an den Rändern bei unterschiedlicher Temperatur mit dazwischenliegendem Wärmegefälle ausgehärtet wird.

Claims

Patentansprüche: 1. Miteinander verklebte, überlappte oder überlaschte Metallteile, insbesondere Metallbleche. bei denen die Festigkeits- und Verformungseigenschaften der Klebschicht örtlich Unterschiede aufweisen, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterschiede in Richtung der Klebschicht vorhanden sind, wobei sich der Teil des Klebers oder die Kleber mit den größeren Festigkeits-und kleineren Verformungseigenschaften im Mittelbereich der überlappung bzw. der überlaschung und der Teil des Klebers oder die Kleber mit den kleineren Festigkeits- und größeren Verformungseigenschaften an den Rändern der Überlappung bzw. . der überlaschung befinden.
2. Metallteile nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Kleber (G ) im Mittelbereich der überlappung bzw. der 1Jberlaschung einen größeren Schubmodul aufweisen als die Kleber (G.,) an den Rändern der überlappung bzw. der Überlaschung.
3. Metallteile nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung der Klebschicht gesehen die Breite der mittleren Klebschicht zu der Breite jeder einzelnen Schicht des an den Rändern liegenden Klebers sich wie etwa 1.,5:1. bis 10:1 verhält. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Auslegeschriften C 10810 IV a/22 i (bekanntgemacht am 18.10.1956); R 14029 IV a/22 i (bekanntgemacht am 1. 3. 1956).