Inserts & Gewinde einlaminieren: Krafteinleitung in Sandwich und Laminat

Im Sandwich tragen die Decklagen vor allem Zug- und Druckkräfte aus Biegung; der Kern hält sie auf Abstand, stützt sie und überträgt Schub. Konzentrierte Schraubenkräfte können die örtliche Druck- oder Schubfestigkeit überschreiten. Ob und welche Verstärkung nötig ist, hängt von Kern, Decklagen, Schraubenvorspannung und Betriebslasten ab.

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

   Auszug, Druck, Querkraft, Biegemoment und gegebenenfalls zyklische Lasten bestimmen. Danach Insert und Einbettung auslegen: Durchsteck-, voll vergossene und teilvergossene Varianten haben unterschiedliche Lastpfade, Gewichte und Versagensarten. Eine feste Rangfolge der Tragfähigkeit gilt nur bei vergleichbaren Geometrien und Werkstoffen.

   • Nachweise für Decklagen, Kern, Potting, Insert und Verbindung einschließlich Randabständen führen.
   • Auch Anziehmoment und wiederholtes Montieren gehören zum Lastfall; für tragende Anwendungen geprüfte Auslegungsdaten verwenden.

   

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.

   • Ausräumradius und Tiefe nach Auslegung festlegen. Größer ist nicht unbegrenzt besser; Randabstände, Decklagen und Wärmeeintrag beim Verguss begrenzen den Aufbau.
   • 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

   Den Compound nach freigegebenem Zyklus aushärten lassen, gegebenenfalls innerhalb der Temperaturgrenzen des gesamten Sandwichs nachhärten. Überstände ohne Schädigung der Decklagen bearbeiten. Eine örtliche Verstärkung nur entsprechend dem festgelegten Lagenplan ausführen.

   • Auflagefläche und Steifigkeit von Beschlag, Scheibe oder Gegenplatte passend zum Lastpfad auslegen.
   • Die Potting-Ausdehnung allein ergibt weder die erforderliche Beschlaggröße noch eine zulässige Auszugslast.

   

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.

   • Das vorgegebene Anziehmoment einhalten; nicht nach Gefühl weiter anziehen, um Spiel oder mangelhafte Haftung zu kompensieren.
   • 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.
• Auflagefläche oder Beschlagsteifigkeit passt nicht zum AufbauLastpfad, Scheiben-/Plattengröße, Potting und Decklagen gemeinsam prüfen. Eine größere Unterlegscheibe allein behebt keine unzureichend ausgelegte Krafteinleitung.

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