Inserts & Gewinde einlaminieren: Krafteinleitung in Sandwich und Laminat

Ein Sandwich besteht aus zwei dünnen, festen Decklagen und einem leichten Kern (Schaum, Wabe, Balsa). Die Decklagen tragen die eigentliche Last; der Kern hält sie nur auf Abstand und überträgt Schubkräfte. Genau deshalb ist jede Krafteinleitung – eine Schraube, ein Beschlag – die strukturelle Schwachstelle: Der Kern kann die konzentrierte Kraft weder aufnehmen noch in die Decklagen weiterleiten. Zieht man eine Durchgangsschraube an, quetscht die Klemmkraft den weichen Kern zusammen und das Sandwich verliert lokal seine Tragfähigkeit.

Die Lösung heißt Insert bzw. Potting: Der schwache Kern wird an der Lasteinleitung lokal durch eine feste, eingegossene Verstärkung ersetzt oder ergänzt. So verteilt sich die Schraubkraft großflächig in Kern und Decklagen – und es lassen sich weit höhere Kräfte übertragen als bei direkter Verschraubung.

Material & Werkzeug

Schritt für Schritt

1. Lastfall und Inserttyp festlegen

   Erst klären, welche Kräfte wirken: Auszug/Druck (senkrecht), Querkraft in der Ebene, Biegung, Torsion – oft kombiniert. Danach den Inserttyp wählen. Es gibt drei Grundvarianten: Durchsteck (through-thickness, reicht durch den ganzen Kern und bindet an beide Decklagen – höchste Tragfähigkeit), voll vergossen (fully potted, Kernraum komplett bis zur Gegenseite gefüllt – hohe Last) und teilvergossen (partially potted, nur teilweise gefüllt – am leichtesten, aber geringste Last).

   • Faustregel: Je höher die Last, desto eher Durchsteck- oder voll vergossenes Insert.
   • Die primäre Last tragen die Decklagen – das Insert/Potting verteilt die konzentrierte Schraubkraft nur möglichst großflächig.

   

2. Kern lokal ausräumen

   An der Lasteinleitung durch die (obere) Decklage bohren und das lokale Kernmaterial ausräumen – je nach Variante teilweise oder bis zur Gegen-Decklage. Wichtig ist ein sauberer Hohlraum mit möglichst großer Anbindungsfläche zum Kern, denn über diese Fläche überträgt das Potting später die Last.

   • Größerer ausgeräumter Radius = größere Auflagefläche = höhere Auszugslast.
   • Die untere Decklage nach Möglichkeit nicht verletzen (außer bei Durchsteck-Inserts).

   

   

3. Potting-Compound anmischen

   Epoxidharz mit Verdickungsmittel zu einer fließfähigen, aber standfesten Paste anmischen (oft mit Kurzfasern/Baumwollflocken verstärkt). Sie soll den Hohlraum vollständig ausfüllen und das Insert in allen Richtungen fixieren. Nach dem Aushärten ersetzt dieser feste „Harzkern“ den weichen Schaum lokal.

   • Konsistenz so wählen, dass keine Luft eingeschlossen wird, das Material aber nicht wegläuft.
   • Menge in der Topfzeit verarbeiten – große Mengen können exotherm heiß werden.

   

4. Insert setzen und blasenfrei vergießen

   Den Hohlraum mit der Spritze/Kartusche von unten her füllen (so entweicht die Luft nach oben), das Insert einsetzen und ausrichten. Häufigster Fehler hier: zu wenig Harz und Lufteinschlüsse zwischen Insert und Kern – beides senkt die Tragfähigkeit und ist später kaum zu erkennen. Lieber etwas Überschuss, der oben austritt.

   • Insert-Flansch parallel zur Decklage ausrichten – schräg oder mit Fasen sinkt die Lastübertragung in die Decklage.
   • Wird ein Gewinde direkt abgeformt: getrennte Schraube als Negativ einsetzen und nach dem Aushärten herausdrehen.

   

   

5. Aushärten und Decklage prüfen/verstärken

   Vollständig aushärten lassen (bei Bedarf tempern). Überstand verschleifen. Bei höheren Lasten die Decklage rund um das Insert mit zusätzlichen Gewebelagen lokal verstärken, damit die Kraft sauber in die Fläche übergeht.

   • Der Fuß/Flansch des angeschraubten Bauteils muss mindestens die Ausdehnung des Pottings überdecken.
   • So überträgt sich die Last auf die ganze Potting-Fläche statt punktuell.

   

6. Verschrauben – mit verteilter Last

   Jetzt trägt die Verschraubung: Die Klemmkraft geht in das feste Potting und über dessen Fläche in Kern und Decklagen, nicht mehr in den weichen Schaum. Mit großen Unterlegscheiben (oder Gegenplatten) die Last zusätzlich verteilen.

   • Anzugsmoment maßvoll wählen – auch ein gut gesetztes Insert hat Grenzen.
   • Bei Durchbrüchen die Bohrung abdichten (Epoxidkern verhindert auch Wassereinbruch).

   

Typische Fehler – und wie du sie vermeidest

• Der Kern wird beim Anziehen zusammengedrücktDirekt durch das Sandwich verschraubt, ohne Krafteinleitung. Kern lokal ausräumen und mit eingedicktem Epoxid (Potting) ersetzen bzw. ein Insert setzen, bevor verschraubt wird.
• Insert dreht durch oder reißt ausZu kleine Anbindungsfläche oder zu wenig Potting. Größeren Radius ausräumen, vollständig vergießen, ggf. Durchsteck-/voll vergossenes Insert wählen und die Decklage lokal verstärken.
• Lufteinschlüsse / zu wenig Harz im PottingHäufigster und schwer erkennbarer Fehler. Von unten mit der Spritze füllen, leichten Überschuss zulassen, Konsistenz so wählen, dass keine Luft eingeschlossen wird.
• Insert-Flansch schräg oder mit Fasen eingebautReduziert die Lastübertragung in die Decklage. Flansch parallel zur Decklage ausrichten und vollflächig anbinden.
• Beschlag-Fuß kleiner als das PottingDann wirkt die Last wieder punktuell. Den angeschraubten Fuß/die Platte mindestens so groß wie die Potting-Ausdehnung wählen, sonst die Auflagefläche mit Unterlegscheiben vergrößern.

Bildhinweis: Die Abbildungen in dieser Anleitung sind KI-generierte Illustrationen, die die beschriebenen Arbeitsschritte veranschaulichen.