Geklebte Teile, Bild: FH Münster/Pressestelle

Nach dem Festigkeitsversuch wird das Bruchverhalten der Klebverbindung zunächst visuell begutachtet, aber auch detailliert im Rasterelektronenmikroskop. Bild: FH Münster/Pressestelle

Wissenschaftler an der FH Münster arbeiten in einem Forschungsprojekt daran, Landmaschinen leichter zu machen. Denn Maschinen der Landtechnik und des Anlagenbaus werden vorzugsweise aus Stahl hergestellt, sie sind größtenteils geschweißt und auch deshalb so schwer. „Wir wollen zeigen, dass Stahl nicht nur geschweißt, sondern auch geklebt werden kann“, sagt Prof. Dr. Gerhard Kötting, Leiter des Werkstofftechnik-Labors auf dem Steinfurter Campus der FH Münster. „Denn diese Technik eignet sich besonders für den Leichtbau.“

Beim Kleben kann Material gespart werden

Dass das funktioniert, wurde bereits in Voruntersuchungen nachgewiesen. „Klebverbindungen haben einen großen Vorteil: die hohe Festigkeit bei dynamisch einwirkenden Belastungen vor allem auch bei hochfesten Stählen, die weniger gut schweißgeeignet sind. Dadurch können gleichzeitig die Wanddicken reduziert werden, und die Bauteile werden leichter“, sagt Miriam Laubrock. Die Ingenieurin hat Maschinenbau an der FH Münster studiert. Sie ist verantwortlich für die Projektdurchführung und promoviert zu diesem Thema.

„In anderen Branchen, wie zum Beispiel im Automobilbau, ist die Klebtechnik schon weit verbreitet“, sagt Laubrock. „Nun wollen wir zeigen, dass sie auch zielführend im Landmaschinen- und Anlagenbau eingesetzt werden kann – und zwar ohne Bedenken, was Langlebigkeit und Sicherheit betrifft.“ Bislang fehle es an systematischen Untersuchungen, weshalb sich die Hersteller noch nicht getraut hätten, auf gewichtsreduzierende Alternativen durch Klebverbindungen zu setzen. Doch das Interesse sei da.

„Wir kooperieren mit 22 Unternehmen, das heißt mit Landmaschinen- und Anlagen-, Stahl- und Klebstoffherstellern. Dabei ist das Thema Leichtbau ein Schwerpunkt an unserem Fachbereich Maschinenbau“, sagt Laubrock.

Geklebte Bauteilproben im Belastungstest

Frau an Maschine, Bild: FH Münster/Pressestelle
Miriam Laubrock prüft im Festigkeitslabor die Tragfähigkeit von Bauteilproben. Bild: FH Münster/Pressestelle

Im Labor testet die Ingenieurin verschiedene Klebstoffe und Stähle. Dazu stellt sie Bauteilproben her: „Wir schneiden die Stähle zu, behandeln die Oberflächen vor und applizieren den Klebstoff. Anschließend erfolgt das Fügen und Aushärten der Klebschichten. Die Prüfteile gehen dann an mitwirkende Unternehmen, um sie fachgerecht zu lackieren. Danach folgen die Belastungstests auf dem Steinfurter Campus der FH Münster.“

Die durch die Bauteilproben gewonnenen Erkenntnisse überträgt sie dann auf reale Maschinenkomponenten, die von den beteiligten Maschinenherstellern vorgeschlagen werden. „Diese haben Modellcharakter für den Landmaschinenbau und sollen die Umsetzbarkeit in die Praxis hinsichtlich Konstruktion und Fertigung demonstrieren.“ Im Februar ist das Projekt gestartet. „Wir wollen durch Fakten darlegen, dass die Qualität durch das Kleben genauso gut ist wie durch das Schweißen“, sagt Laubrock. Verschiedene Herausforderungen gebe es dabei zu bewältigen, darunter zum Beispiel die Beständigkeit gegenüber Korrosionsbelastung. „Wir prüfen aggressive landwirtschaftstypische Medien, wie Jauche oder Gülleflüssigkeiten und Düngemittellösungen, in ihrer Wirkung.“

Bis April 2019 läuft das Projekt, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) sowie der Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) gefördert wird. hei