Loctite 638: Hochfeste Welle-Nabe-Verbindung im Detail

Loctite 638 ist ein hochfester, anaerober Fügeklebstoff für zylindrische Verbindungen – Welle-Nabe, Lagersitz, Buchse-Gehäuse. Der grüne, einkomponentige Klebstoff härtet ohne Luft zwischen Metallflächen aus und erreicht Scherfestigkeiten bis 31 N/mm². Er ersetzt Presssitze und thermische Fügeverfahren und vereinfacht die Montage durch grössere Toleranzen.

Technische Daten

Funktionsprinzip: Anaerobe Härtung

Loctite 638 härtet anaerob aus – das bedeutet: Die Härtung beginnt, wenn der Klebstoff von Luft (Sauerstoff) abgeschlossen wird und gleichzeitig Metallionen als Katalysator vorhanden sind.

Härtungsbedingungen:

• Luftabschluss: Der Klebstoff muss zwischen zwei eng anliegenden Metallflächen eingeschlossen sein
• Metallkontakt: Aktive Metalle (Stahl, Kupfer, Messing) katalysieren die Härtung direkt
• Passive Metalle: Edelstahl und Aluminium benötigen einen Primer (Loctite 7471 oder 7649) für zuverlässige Härtung
• Temperatur: Optimale Härtung bei 22–25 °C. Unter 10 °C stark verlangsamt.

Härteprofil auf Stahl (23 °C):

• Fixierzeit: 4 Minuten (Stahl), 6 Minuten (Edelstahl)
• Handhabungsfestigkeit (50 % Endfestigkeit): ~1 Stunde
• Vollfestigkeit: 24 Stunden

Anwendungen

Welle-Nabe-Verbindungen

Der Haupteinsatz des Loctite 638: Zylindrische Verbindungen zwischen Welle und Nabe (Zahnrad, Riemenscheibe, Schwungrad, Kupplungsnabe).

Vorteile gegenüber Presssitz:

• Grössere Fertigungstoleranzen möglich (Übergangspassung statt Presspassung)
• Keine Aufschrumpf- oder Einpressvorrichtungen erforderlich
• Gleichmässige Spannungsverteilung über die gesamte Fügefläche
• Keine thermischen Spannungen im Bauteil
• Einfachere Montage und Demontage (mit Wärme lösbar)

Lagersicherung (Bearing Retaining)

Sicherung von Wälzlagern im Gehäuse (Lagersitz) oder auf der Welle. Der Klebstoff verhindert Wandern und Mikrobewegungen des Lagerrings bei Vibrationsbelastung.

Typische Lagersitzanwendungen:

• Elektromotoren: Sicherung der Lageraussen- und -innenringe
• Getriebe: Lagersicherung der Antriebs- und Abtriebswelle
• Pumpen: Fixierung von Lagergehäusen bei Vibrationsbelastung
• Ventilatoren: Sicherung gegen axiales Wandern

Buchsen- und Hülsenverklebung

• Gleitlager-Buchsen in Gehäusebohrungen sichern
• Distanzhülsen und Abstandsringe fixieren
• Reparatur ausgelaufener Passungen (Toleranzausgleich bis 0,25 mm)

Weitere zylindrische Verbindungen

• Rotor auf Welle (Elektromotoren)
• Encoder/Sensoren auf Wellenstümpfen
• Gewindeeinsätze in Leichtmetall-Gehäusen
• Stifte und Bolzen in Bohrungen

Verarbeitung: Schritt für Schritt

1. Oberflächenvorbereitung

• Fügeflächen mit Loctite SF 7063 oder Isopropanol reinigen und entfetten
• Oberflächen müssen metalllisch blank, trocken und fettfrei sein
• Rost und lose Partikel entfernen (Schleifvlies oder Drahtbürste)
• Bei Edelstahl oder Aluminium: Primer Loctite 7471 (Spray) oder 7649 (Flüssigkeit) auftragen und 1–3 Minuten ablüften lassen

2. Klebstoff auftragen

• Loctite 638 gleichmässig auf eine Fügefläche auftragen (Welle oder Bohrung)
• Bei Welle: Ringförmig umlaufend auf die Passungsfläche auftragen
• Bei Bohrung: In der Bohrung verteilen oder Welle benetzten
• Keine übermässige Menge – der Klebstoff verteilt sich beim Fügen

3. Fügen

• Bauteile innerhalb der offenen Zeit zusammenfügen (axial einschieben oder einpressen)
• Leichte Drehbewegung beim Fügen fördert die Verteilung
• Überschüssigen Klebstoff an den Fugenaustrittstellen abwischen
• Position sofort korrekt ausrichten – nach Fixierung (~4 Min. auf Stahl) keine Korrektur mehr möglich

4. Aushärtung

• 4 Minuten (Stahl): Fixierung (nicht mehr verschiebbar)
• 1 Stunde: ~50 % Endfestigkeit
• 24 Stunden: Vollfestigkeit bei 23 °C
• Wärmebeschleunigung: 30 Min. bei 120 °C für sofortige Vollfestigkeit

Demontage: Welle-Nabe lösen

Trotz hoher Festigkeit können mit Loctite 638 gefügte Verbindungen gelöst werden:

• Thermisch: Verbindung auf 200–250 °C erwärmen (Heissluftpistole, Ofen, Induktion). Der Klebstoff erweicht oberhalb seiner Temperaturgrenze und die Teile können auseinandergepresst werden.
• Mechanisch: Mit Abziehvorrichtung unter gleichmässiger axialer Kraft lösen. Erfordert hohe Kräfte (dem Drehmoment der Scherfestigkeit entsprechend).
• Kombination: Erwärmen + mechanisches Lösen ist die Standardmethode in der Instandhaltung.

Loctite 638 vs. andere Fügeklebstoffe

Wann welcher Typ?

• Loctite 638: Universeller Hochfest-Fügeklebstoff – stärkste Option, erste Wahl für die meisten Welle-Nabe-Verbindungen
• Loctite 620: Wenn Hochtemperaturbeständigkeit (bis +230 °C) gefordert ist – z.B. Abgasseite, Motor-nahe Anwendungen
• Loctite 648: Wenn schnellste Fixierung (3 Min.) und enge Passungen (<0,15 mm) gefragt sind
• Loctite 680: Für lose Passungen und einfache Verarbeitung

Permabond-Äquivalent

Der direkte Permabond-Ersatz für Loctite 638 ist der Permabond HM161 (hochfester Fügeklebstoff). Beide Produkte bieten vergleichbare Festigkeiten und Temperaturbeständigkeit. Für eine Umstellungsberatung kontaktieren Sie SILITECH.

Auslegung: Welle-Nabe-Verbindung berechnen

Die übertragbare Kraft einer geklebten Welle-Nabe-Verbindung hängt von drei Faktoren ab:

Übertragbares Drehmoment (vereinfacht):

M = τ × π × d × L × (d/2)

Wobei: τ = Scherfestigkeit (N/mm²), d = Wellendurchmesser (mm), L = Fügelänge (mm)

Beispielberechnung:

• Wellendurchmesser: 25 mm
• Fügelänge: 30 mm
• Scherfestigkeit Loctite 638: 31 N/mm²
• → M = 31 × π × 25 × 30 × 12,5 = ~912 Nm

Sicherheitsfaktor: In der Praxis empfehlen wir einen Sicherheitsfaktor von 2–3 gegen die theoretische Scherfestigkeit. Dynamische Belastungen, Temperatur und Substratkombination beeinflussen die reale Festigkeit.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Funktioniert Loctite 638 auf Edelstahl?

Ja, aber verwenden Sie den Primer Loctite 7471 oder 7649. Edelstahl ist ein passives Metall und katalysiert die anaerobe Härtung nicht ausreichend allein. Ohne Primer verlängert sich die Fixierzeit auf 30+ Minuten und die Endfestigkeit kann um 30–50 % reduziert sein.

Kann ich mit Loctite 638 ausgelaufene Passung reparieren?

Ja, der Loctite 638 überbrückt Spalte bis 0,25 mm. Bei grösseren Spalten (bis 0,5 mm) verwenden Sie Loctite 660 (mit Füllstoff) oder kombinieren Sie 638 mit Eisenpulver für verbesserten Toleranzausgleich.

Wie löse ich eine mit Loctite 638 gesicherte Verbindung?

Erwärmen Sie die Verbindung auf 200–250 °C und lösen Sie die Teile mechanisch mit einer Abziehvorrichtung. Der Klebstoff erweicht bei Temperaturen oberhalb seiner Einsatzgrenze. Ohne Erwärmung sind sehr hohe axiale Kräfte erforderlich.

Was ist der Unterschied zwischen Loctite 638 und Loctite 243?

Loctite 243 ist ein Schraubensicherungsklebstoff für Gewindeverbindungen (mittelfest). Loctite 638 ist ein Fügeklebstoff für zylindrische Verbindungen (hochfest). Die Chemie ist ähnlich (anaerob), aber die Formulierung ist auf verschiedene Spaltgeometrien und Festigkeitsanforderungen optimiert.

Kann ich Loctite 638 für Gewindeverbindungen verwenden?

Technisch möglich, aber nicht empfohlen. Für Gewindesicherung sind Loctite 243 (mittelfest) oder Loctite 272 (hochfest, hochtemperatur) besser geeignet, da sie auf die Spaltgeometrie von Gewinden optimiert sind.