Aufgabe und Wirkungsweise der Befestigungsmittel

Die Befestigungsmittel sollen den Dehnungsmessstreifen (DMS) fest mit der Oberfläche des Prüfobjekts verbinden, sodass die Verformung des Objekts ohne Verlust auf den DMS übertragen wird. Verschiedene Randbedingungen und Einflussgrößen sowie Rücksichten auf die Anwendungsmöglichkeit erfordern unterschiedliche Befestigungsmittel und Installationsverfahren. In seiner Bedeutung an erster Stelle steht das Kleben. Die besonderen Vorteile dieses Fügeverfahrens im Hinblick auf seine Verwendung zur DMS-Installation sind:

Die Möglichkeit, verschiedene Werkstoffe, auch einander artfremde, zu verbinden. Die Verbindung wird bei Raumtemperatur oder höheren Temperaturen hergestellt, abhängig von der Art des Klebstoffs.
Keine Beeinflussung der zu verbindenden Werkstoffe (Einschränkungen sind bei Kunststoffen möglich).
Chemisch härtende Klebstoffe (nur solche haben in der DMS-Technik noch Bedeutung) zeichnen sich durch geringe Feuchtigkeitsaufnahme aus.
Steuerung der Arbeitsgeschwindigkeit durch Wahl verschiedener Klebstoffsorten oder Aushärtebedingungen (Heiß- oder Kalthärtung).
Hoher spezifischer elektrischer Widerstand trägt zu hohem Isolationswiderstand zwischen DMS und Bauteil bei.

Arten von Befestigungsmitteln

Sowohl die Arbeitsbedingungen am Installationsort als auch unterschiedliche Anforderungen an das Leistungsvermögen der Befestigungsmittel, vor allem hinsichtlich der Gebrauchstemperatur, haben zu einem Angebot verschiedenartiger Befestigungsmittel geführt. Befestigungsmittel lassen sich hinsichtlich der Anwendungstechnik unterscheiden.

1. Kalthärtende Klebstoffe

Diese lassen sich leicht und mit geringem Aufwand anwenden. Es gibt Einkomponenten-Klebstoffe, die z.B. bei entsprechender Luftfeuchtigkeit zu reagieren beginnen, und Zweikomponenten-Klebstoffe, die vor der Anwendung gemischt werden müssen. Bei kurzen Reaktionszeiten spricht man auch von „Schnellklebstoffen“. Diese werden bevorzugt in experimentellen Tests eingesetzt.

2. Heißhärtende Klebstoffe

Diese Befestigungsmittel sind nur dort anwendbar, wo das Messobjekt auf die geforderte Härtungstemperatur gebracht werden kann. Das ist im Allgemeinen beim Messgrößenaufnehmerbau möglich, aber auch vielfach dort, wo Maschinenteile vor ihrem Einbau mit DMS bestückt werden bzw. zur Installation der DMS ausgebaut werden können. Gegenüber den kalthärtenden Klebstoffen bieten die heißhärtenden einen erweiterten Anwendungsbereich in Richtung höherer Temperatur und erfüllen die im Messgrößenaufnehmerbau üblicherweise höheren Genauigkeitsansprüche.

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Wichtige Information

Unbedingt zu warnen ist vor der Verwendung eines anderen als des empfohlenen Klebstoffs. DMS-Klebstoffe haben andere Anforderungen zu erfüllen als reine Verbindungsklebstoffe. Deshalb gehen sie in der Regel aus Spezialentwicklungen hervor oder sind zumindest Modifikationen handelsüblicher Klebstoffe. Die Tatsache, dass ein DMS an einem Prüfobjekt hält, ist für sich allein genommen kein hinreichendes Kriterium für die Beurteilung, ob der Klebstoff für Messaufgaben geeignet ist, es muss darüber hinaus sichergestellt sein, dass die Dehnung des Prüfobjekts fehlerfrei übertragen wird. Dazu bedarf es weit schärferer Untersuchungen (in die DMS-Prüfung nach VDI/VDE 2635 oder vergleichbaren Normen sind die Klebstoffe automatisch einbezogen).

Nutzbarer Temperaturbereich für Klebstoffe

Befestigungsmittel (Klebstoff)	Hauptanwendungsgebiete	Werkstoff	Nutzbarer Temperaturbereich (circa) für nullpunktbezogene1) und für nicht nullpunktbezogene2) Messung3)		Anzahl Komponenten
X60, kalthärtend (Schnellklebstoff)	Experimentelle Tests	Methacrylat	¹⁾	-200°C …+60°C	2
			²⁾	-200°C …+60°C
Z70, kalthärtend (Schnellklebstoff)	Experimentelle Tests, Aufnehmerbau mit niedrigeren Genauigkeitsanforderungen	Cyanacrylat	¹⁾	-55°C …+100°C	1
			²⁾	-70°C …+120°C
X280, kalthärtend	Experimentelle Tests	Epoxidharz	¹⁾	-200°C …+200°C	2
			²⁾	-200°C …+280°C
EP70, heißhärtend	Experimentelle Tests	Epoxidharz	¹⁾	-40C …+70°C	2
			²⁾	-40°C …+70°C
EP310N, heißhärtend	Experimentelle Tests in höheren Temperaturbereichen, Aufnehmerbau	Epoxidharz	¹⁾	-269°C …+260°C	2
			²⁾	-269°C …+310°C
P250/P250-R, heißhärtend	Aufnehmerbau	Phenolharz	¹⁾	-196°C …+250°C	1
			²⁾	-196°C …+250°C
P250 Stick-on, heißhärtend	Aufnehmerbau	Phenolharz	¹⁾	-70°C …+150°C	-
			²⁾	-70°C …+150°C
DP490, kalthärtend	Experimentelle Tests	Phenolharz	¹⁾	-55°C …+120°C	2
			²⁾	-55°C …+120°C

¹⁾ ^{Bei nullpunktbezogenen Messungen sind die Messwerte auf den Nullpunkt referenziert (meist statische Messungen).}

^{2) Bei nicht nullpunktbezogenen Messungen kann der Nullpunkt schwanken, nur der dynamische Anteil ist wichtig (dynamische Messungen).}

^{3) Die angegebenen Temperaturgrenzen sind fließend und hängen vom verwendeten DMS, von der erwarteten Messgenauigkeit und vom angewandten Härteverfahren ab.}

Befestigungsmittel (Klebstoff)	Topfzeit	Aushärtebedingungen			Geeignet für DMS der Serie
Befestigungsmittel (Klebstoff)	Topfzeit	Temp.	Zeit	Anpressdruck	Y, C, M, D	G	A, U	E
X60, kalthärtend (Schnellklebstoff)	3 … 5 min	0°C 20°C 35°C	60 min 10 min 2 min	Daumendruck	o	o	o	–
Z70, kalthärtend (Schnellklebstoff)	-	5°C 20°C 30°C	10 min 1 min 0.5 min	Daumendruck	o	o	o	o
X280, kalthärtend	30 min	20°C 65°C 95°C	8 h 2 h 1 h	0.05 … 2 N/mm²	o	o	o	o
EP70, heißhärtend	2 Stunden	60°C	3 h	Kontaktdruck	B Serie
EP310N, heißhärtend	4 Wochen	150°C 180°C 200°C	3 h 1 h 0.5 h	0.1 … 0.5 N/mm²	•	•	•	•
P250 Stick-on, heißhärtend	-	140°C 160°C 190°C	4 h 3 h 1 h	10 – 50 N /cm²	•	•	•	–
P250/P250-R, heißhärtend	Unbegrenzt	140°C 160°C 190°C	4 h 3 h 1 h	10 – 50 N /cm²	•	•	•	–
DP490, kalthärtend	12 Monate	20°C 30°C 40°C	10 h 20 h 30 h	Kontaktdruck	•	•	•	•